CARDIOHEMODYNAMIC RESPONSE TO LOCAL COLD EXPOSURE AMONG MEN FROM COASTAL- AND INLAND ZONES OF THE MAGADAN REGION

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim: To study the changes in cardiodynamics experienced by humans under local cold exposure in coastal- and inland areas of the Magadan region, North-Eastern Russia. Methods: In total, 124 residents from the coastal area (Magadan) and 62 residents from the inland area (Susuman) took part in the experiment. Parameters of heart rate and hemodynamics at rest and at the peak of a cold test were estimated using "Varicard" device and a tonometer. Results: At rest the examinees from the continental zone demonstrated a less economical mode of the circulatory system functioning with a simultaneous decrease in sympathetic activity and the transition of the autonomic balance towards parasympathetic predominance. That is considered a regional-related feature of the functional status of the cardiovascular system when adapting to more extreme environmental factors. Such features of cardiohemodynamics could be observed against the background of an increase in basal metabolic rate by 17 % in subjects from Magadan and 31 % in those from Susuman. The short-term cold exposure caused a hypertensive response in both groups. The subjects from the continental area showed a more pronounced vasoconstriction, which was combined with a decrease in the activity of the parasympathetic link in the heart rhythm regulation, while the Magadan subjects demonstrated the opposite reaction to the cold test which led to the activation of the parasympathetic link of the ANS. Conclusion: The results that the residents of the coastal areas develop the reaction of getting used to the influence of the cold factor, with a slightly pronounced metabolic adaptation Young residents of the continental zone, in response to the effects of cold, develop an isolation type of cold adaptation with sufficient activation of metabolic adaptation.

About the authors

I. V. Averyanova

Scientific Research Center "Arktika" Fareastern Branch of the Russian Academy of Sciences (SRC "Arktika" FEB RAS)

Email: inessa1382@mail.ru
кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории физиологии экстремальных состояний

References

  1. Аверьянова И. В. Особенности перестроек кардиогемодинамики и газообмена в ответ на пробу с ререспирацией у юношей при различных сроках адаптации к условиям Северо-Востока России // Экология человека. 2019. № 9. С. 41-50. doi: 10.33396/1728-0869-2019-9-41-49
  2. Агаджанян Н. А., Петрова П. Г. Человек в условиях Севера. М.: КРУК, 1996. 207 с
  3. 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. Т. 24. С. 65-83
  4. Боровиков В. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. Спб.: Питер, 2003. 688 с
  5. Комплекс для анализа вариабельности сердечного ритма «Варикард». Рязань: ЮИМН, 2005. 45 с
  6. Максимов А. Л., Аверьянова И. В. Информативность показателей кардиогемодинамики и вариабельности сердечного ритма у юношей с различным уровнем гипоксически-гиперкапнической устойчивостью // Ульяновский медико-биологический журнал. 2014. № 2. С. 90-95
  7. Максимов А. Л., Рыженков А. А. Тепловизионная оценка периферических сосудистых реакций при локальном холодовом воздействии у лиц с различной гипоксической устойчивостью // Физиология человека. 1999. Т. 25, № 1. С. 109-114
  8. Юрьев В. В., Симаходский А. С., Воронович Н. Н., Хомич М. М. Рост и развитие ребенка. СПб.: Питер, 2007. 272 с
  9. Якубович И. А. Геоэкологические особенности Магаданской области. Магадан: Кордис, 2002. С. 12-15
  10. Bachmann P, Zhang X., Larra M. F., Rebeck D. Validation of an automated bilateral feet cold pressor test. International Journal of Psychophysiology. 2018, 124, pp. 62-70. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2017.10.013
  11. Castellani J. W, Young A. J. Human physiological responses to cold exposure: Acute responses and acclimatization to prolonged exposure. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 2016, 196, pp. 63-74. https://doi.org/10.1016/j.autneu.2016.02.009
  12. Davis T. R. A. Chamber cold acclimatization in man. J Appl Physiol. 1961, 16. pp. 1011-1015. https://doi.org/10.1152/jappl.1961.16.6.1011
  13. Farrace S, Ferrara M, De Anglis C et al. Reduced sympathetic outflow and adrenal secretary activity during a 40-day stay in Antarctica. Int J Psychophysiol. 2003, 49. pp. 17-27. https://doi.org/10.1016/s0167-8760(03)00074-6
  14. Harinath K., Malhotra A. S., Pal K. et al. Autonomic nervous system and adrenal response to cold in man at Antarctica. Wilderness Environ. Med. 2005, 16, pp. 81-91. https://doi.org/10.1580/pr30-04.1
  15. Jansky L., Janakova H., Ulicny B. et al. Changes in thermal homeostasis in humans due to repeated cold water immersions/ Pflugers Arch. 1996, 432, pp. 368-372. https://doi.org/10.1007/s004240050146
  16. Jansky, L., Sramek, P., Savlikova, J. et al. Change in sympathetic activity, cardiovascular functions and plasma hormone concentrations due to cold water immersion in men. Eur. J. Appl. Physiol. 1996, 74, pp. 148-152. https://doi.org/10.1007/bf00376507
  17. LeBlanc J, Dulac S, Cote J, Girard B. Autonomic nervous system and adaptation to cold in man. J Appl Physiol. 1975, 39, pp. 181-186. https://doi.org/10.1152/jappl.1975.39.2.181
  18. Leppäluoto J., Korhonen I., Hassi J. Habituation of thermal sensations, skin temperatures, and norepinephrine in men exposed to cold air. J. Appl. Physiol. 2001, 90, pp. 12111218. https://doi.org/10.1152/jappl.2001.90.4.1211
  19. Levy M. N. Neural control of cardiac function. Baillieres Clin. Neurol. 1997, 6, pp. 227-244. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-3855-0_4
  20. Makinen T. M., Mantysaari M., Paakkonen T. et al. Autonomic nervous function during whole-body cold exposure before and after cold acclimation. Aviat. Space Environ Med. 2008, 79, pp. 875-882. https://doi.org/10.3357/asem.2235.2008
  21. Malhotra M. S., Selvamurthy W, Purkayastha S. S. et al. Responses of autonomic nervous system during acclimatization to high altitude in man. Aviat Space Environ Med. 1976, 11, pp. 130-132. https://doi.org/10.3357/asem.2668.2010
  22. Marino F., Sockler J., Fry J. Thermoregulatory, metabolic and sympathoadrenal responses to repeated brief exposure to cold. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1998, 58, pp. 537-546. https://doi.org/10.1080/00365519850186157
  23. Mathew L, Purkayastha S. S., Selvamurthy W, Malhotra M. S. Cold-induced vasodilatation and peripheral blood flow under local cold stress in man at altitude. Aviat Space Environ Med. 1977, 48, pp. 497-500. https://doi.org/10.2170/jjphysiol.42.877
  24. Muza S. R., Young A. J., Bogart J. E., Pandolf K. B. Respiratory and cardiovascular responses to cold stress following repeated cold water immersion. Undersea Biomed. Res. 1988, 15, pp. 165-178. https://doi.org/10.1152/jappl.1986.60.5.1542
  25. Purkayastha S. S., Majumdar D., Selvamurthy W. Cold acclimatization of tropical men during short and long term sojourn to polar environment. Def Sci J. 1997, 47, pp. 149158. https://doi.org/10.14429/dsj.47.3987
  26. Purkayastha S. S., Selvamurthy W, Illavazhagan G. Peripheral vascular response to local cold stress of tropical men during sojourn in the Arctic cold region. Jpn J Physiol. 1993, 42, pp. 877-889. https://doi.org/10.2170/jjphysiol.42.877
  27. Ravenswaaij-Arts C. M., Kllee L. A., Hopman J. C. M. et al. Heart rate variability. Ann Intern Med. 1993, 1 18, pp. 436-446. https://doi.org/10.7326/0003-4819-118-6199303150-00008
  28. Sassi R., Cerutti S., Lombardi F. et al. Advances in heart rate variability signal analysis: joint position statement by the e-Cardiology ESC Working Group and the European Heart Rhythm Association co-endorsed by the Asia Pacific Heart Rhythm Society. Ep Europace. 2015, 17, pp. 1341-1353 https://doi.org/10.1093/europace/euv015
  29. Snodgrass J. J. Health of Indigenous Circumpolar Populations. Journal Article published. 2013, 42 (1), pp. 6987. https://doi.org/10.1146/annurev-anthro-092412-155517
  30. Young A. J. Homeostatic responses to prolonged cold exposure: human cold acclimatization. In: Handbook of Physiology: Environmental Physiology. American Physiological Society. Bethesda; MD, 1996, pp. 419-438. https://doi.org/10.1002/cphy.cp040119
  31. Young A. J., Lee D. T. Aging and human cold tolerance. Exp. Aging Res. 1997, 23, 45-67. https://doi.org/10.1080/03610739708254026

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2021 Averyanova I.V.

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».