Email this article Seasonal dynamics of physiological parameters in different social groups of young men in the European North: somparative study
- Authors: Loginova T.P.1, Bayrhayev A.B.1, Tukavkina V.N.1, Bojko S.G.2, Boyko E.R.1,2
-
Affiliations:
- Institute of Physiology, Federal Research Center, Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
- Medical Institute of Pitirim Sorokin Syktyvkar State University
- Issue: Vol 10, No 2 (2024)
- Pages: 69-76
- Section: ORIGINAL ARTICLE
- URL: https://seamed.bmoc-spb.ru/jour/article/view/734
- DOI: https://doi.org/10.22328/2413-5747-2024-10-2-69-76
- EDN: https://elibrary.ru/MNZMXU
- ID: 734
Cite item
Full Text
Abstract
INTRODUCTION. Contrast seasonal changes of the North exogenous natural factors cause significant restructuring in the human body despite the fact that the effect of social factors may greatly modify adaptation processes.
OBJECTIVE. To determine features of seasonal changes in physiological parameters in 2 groups of young men (military personnel and students) in the European North.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. The study involved 2 groups of men-northerners, living in Syktyvkar during the survey period (62о N latitude): conscripts (n = 19) and university students (n = 16). The study was conducted for over a year: in January, April, July and October: anthropometric measures, arterial pressure and heart rate variability (RV) were recorded.
RESULTS. All the examined experienced an increase in body weight and body mass index in the cold season, more pronounced in October. An increase in diastolic pressure was also noted in autumn. Heart rate variability in the examined had different seasonal dynamics.
DISCUSSION. The study found that if regarding mass index, fat mass and body mass index, the examined young men had similar dynamics, however, arterial pressure and heart rate variability differ between groups both at a basic level and in seasonal dynamics.
CONCLUSION. In the European North young men experience seasonal rate changes, which dynamics have been different in the studied groups. Long daily exposure to the open air cause mor pronounced signs of vagotonia in conscripts.
Full Text
Введение. Изучение функционального состояния организма человека и способы сохранения здоровья населения Севера были востребованы в условиях интенсивного освоения и разработки северных территорий и остаются актуальными на сегодняшний день [1, 2]. В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что проблемы адаптации человека необходимо рассматривать с учетом циклических процессов, происходящих в организме, поскольку многие патологические процессы в организме сопровождаются нарушением временной организации физиологических функций [3, 4]. В отличие от циркадной ритмики, где основным экзогенным компонентом является световой режим, в случае годовой биоритмики можно говорить о комплексе факторов – световом и температурном режимах, гелиогеофизической активности и т. д. Несмотря на то что основным действующим фактором Севера считается геогелиофизический [5], действие социально-бытовых факторов может в значительной мере модифицировать процессы адаптации. В связи с этим целью нашей работы было выявить особенности сезонных изменений физиологических показателей у 2 групп молодых мужчин (военнослужащие и студенты) в условиях европейского Севера.
Материалы и методы. В январе, апреле, июле и октябре были обследованы 2 группы мужчин, проживающих на период обследования в Сыктывкаре (62о с. ш.): солдаты-срочники (n = 19) и студенты вуза (n = 16). Характеристики обследованных групп представлены в табл. 1. К исследованию привлекались практически здоровые молодые люди, уроженцы северных регионов европейской части России, без хронических заболеваний. Все респонденты получили подробное объяснение предстоящей процедуры и дали письменное добровольное согласие на обследование, одобренное комитетом по биоэтике Института физиологии Коми НЦ УрО РАН и соответствующее Хельсинкской декларации. Осмотр и физиологическое обследование проводили в помещении в комфортных температурных условиях в первой половине дня.
Таблица 1
Характеристики обследованных групп мужчин
Table 1
Characteristics of the examined groups of men
Показатель | Студенты | Военнослужащие | p |
Возраст, годы | 19,0 ± 0,5 | 18,8 ± 0,6 | |
Длина тела, см | 179,8 ± 0,6 | 174,1 ± 1,2 | < 0,05 |
Масса тела, кг | 70,0 ± 0,7 | 68,7 ± 1,6 |
У всех обследованных регистрировали длину и массу тела, при помощи биоимпедансного анализатора Omron BF 302 (Япония) измеряли процентное содержание и массу подкожно-жировой клетчатки, а также рассчитывали индекс массы тела (ИМТ), регистрировали систолическое (САД), диастолическое (ДАД) артериальное давление и частоту сердечных сокращений (ЧСС). Для анализа показателей вариабельности сердечного ритма (СР) использовали компьютерный комплекс «НС-Полиспектр» («Нейрософт», г. Иваново, Россия).
Статистическую значимость различий оценивали с помощью программы SPSS Statistics. Поскольку большинство показателей имело асимметричное распределение значений, наличие сезонных изменений внутри группы определяли с помощью критерия Фридмана с последующим применением рангового критерия Уилкоксона для парных выборок. Для определения межгрупповых различий использовали критерий Манна–Уитни. Значения представлены в виде средней ± стандартное отклонение (ошибка) (M ± SD). Различия считали достоверными при p < 0,05.
Результаты. При сравнении антропометрических показателей можно отметить, что у обследованных студентов вуза они были статистически значимо выше, чем у военнослужащих (табл. 1), характеризовались более низкими значениями массы тела, жировой массы и индекса массы тела. В сезонном аспекте наблюдается увеличение этих показателей в обеих группах в холодное время года, более выраженное в октябре. У студентов медицинской академии увеличение массы тела в октябре по сравнению с июлем составляло 2,5 кг (р < 0,01), у военнослужащих – 1,6 кг (р < 0,01).
У обследованных студентов вуза по сравнению с военнослужащими наблюдалась тенденция к более высоким значениям гемодинамических показателей, особенно в январе и апреле (табл. 2): систолическое давление (САД) в апреле и среднединамическое давление (СДД) в январе в группе учащихся было статистически значимо выше, чем у солдат-срочников. В сезонном аспекте САД и пульсовое давление (ПД) в обеих группах повышалось в апреле и снижалось в октябре. Диастолическое давление постепенно повышалось от января к октябрю в обеих группах (р < 0,05). У военнослужащих наблюдалось статистически значимое увеличение СДД в октябре относительно июля.
Таблица 2
Сезонная динамика артериального давления обследованных мужчин
Table 2
Seasonal dynamics of blood pressure at men exanimated
Показатель | Месяц | Студенты | Военнослужащие | p |
САД, мм. рт. ст. | I | 120,6 ± 2,6IV, VII | 114,4 ± 2,7 IV, X | |
IV | 123,3 ± 2 X | 118,4 ± 2,2 X | < 0,05 | |
VII | 116,1 ± 2,1 | 119,1 ± 2,8 | ||
X | 117,1 ± 2,4 | 119,1 ± 2,0 | ||
ДАД, мм. рт. ст. | I | 68,5 ± 1,0 VII, X | 66,6 ± 1,0 VII, X | |
IV | 69,6 ± 1,3 | 66,8 ± 1,4 | ||
VII | 68,9 ± 1,4 | 69,0 ± 1,6 | ||
X | 71,1 ± 1,7 | 70,9 ± 1,9 | ||
Пульсовое давление, мм. рт. ст. | I | 52,1 ± 2,2 | 47,6 ± 1,8 IV | |
IV | 53,7 ± 1,5 X | 51,7 ± 1,5 | ||
VII | 48,3 ± 1,4 | 50,6 ± 1,4 | ||
X | 45,0 ± 1,9 | 48,2 ± 1,8 | ||
Среднединамическое давление, мм. рт. ст. | I | 85,7 ± 1,2 | 82,5 ± 1,4 | < 0,05 |
IV | 87,3 ± 1,7 | 83,7 ± 1,9 | ||
VII | 84,8 ± 1,8 | 80,7 ± 2,3 X | ||
X | 86,0 ± 1,4 | 86,8 ± 1,7 |
Примечание. Римскими цифрами обозначена достоверность различий в группе между месяцами при p < 0,05. В крайнем правом столбце указана достоверность различий между группой студентов и военнослужащих. САД – систолическое давление; ДАД – диастолическое артериальное давление
Note. Roman numerals indicate the reliability of differences in the group between months at p < 0.05. The rightmost column indicates the reliability of the differences between the group of students and military personnel. САД – systolic pressure; ДАД – diastolic blood pressure
Во все сезоны обследования ЧСС у студентов была выше, чем у военнослужащих, и колебалась в течение года в среднем от 68,6 до 70,8 удара в минуту и от 60,3 до 63,7 удара в минуту соответственно (табл. 3). В январе эти различия были статистически значимы (р < 0,05). В сезонном аспекте у учащихся вуза изменения ЧСС не имели статистически значимых изменений. У солдат-срочников минимальные значения пульса наблюдали в январе, соответственно в июле снижение было достоверным (р < 0,05).
Таблица 3
Сезонная динамика показателей сердечного ритма обследованных мужчин
Table 3
Seasonal dynamics of heart rate variability indicators at men exanimated
Показатель | Месяц | Студенты | Военнослужащие | p |
Частота сердечных сокращений, уд/мин | I | 70,6 ± 3,2 | 60,3 ± 2,2 VII | < 0,05 |
IV | 70,8 ± 3,6 | 63,4 ± 2,8 | ||
VII | 68,6 ± 3,2 | 63,7 ± 1,1 | ||
X | 69,2 ± 3,5 | 62,1 ± 1,4 | ||
Суммарная мощность спектра сердечного ритма (TF), мс2 | I | 5016 ± 553 | 5858,3 ± 564 X | |
IV | 4797 ± 424 | 4797,0 ± 572 | ||
VII | 6327 ± 448 | 5385,6 ± 481 | ||
X | 6121 ± 419 | 4857,2 ± 326 | ||
Относительная мощность очень низкочастотного компонента в общей мощности спектра (VLF), % | I | 31,3 ± 3,4 | 25,6 ± 4,3 | |
IV | 32,3 ± 2,7 | 27,0 ±3,6 | ||
VII | 34,3 ± 3,5 | 29,6 ± 3,9 | ||
X | 32,2 ± 4,1 | 26,9 ± 4,2 | ||
Относительная мощность низкочастотного компонента в общей мощности спектра (LF), % | I | 42,0 ± 2,7 | 27,6 ± 3,4 IV, VII | < 0,001 |
IV | 44,7 ± 1,6 | 34,0 ± 3,3 | < 0,01 | |
VII | 40,8 ± 1,8 | 36,4 ± 3,7 | ||
X | 41,2 ± 2,2 | 37,2 ± 3,3 | ||
Относительная мощность высокочастотного компонента в общей мощности спектра (HF), % | I | 26,6 ± 2,7 | 72,4 ±3,4 IV, VII | < 0,001 |
IV | 23,0 ± 1,6 | 66,0 ± 3,3 | < 0,001 | |
VII | 24,9 ± 1,8 | 61,6 ± 3,7 | < 0,01 | |
X | 26,6 ± 2,2 | 62,8 ± 3,3 | < 0,01 | |
Отношение мощности низких частот к мощности высоких (LF/HF) | I | 1,6 ± 0,5 | 0,4 ± 0,1 IV, VII | < 0,01 |
IV | 1,8 ± 0,3 | 0,6 ± 0,1 | < 0,01 | |
VII | 1,7 ± 0,5 | 0,8 ± 0,1 | < 0,05 | |
X | 1,6 ± 0,4 | 0,7 ± 0,1 | < 0,01 |
Примечание: Римскими цифрами обозначена достоверность различий в группе между месяцами при p < 0,05. В крайнем правом столбце указана достоверность различий между группой студентов и военнослужащих
Note: Roman numerals indicate the reliability of differences in the group between months at p < 0.05. The rightmost column indicates the reliability of the differences between the group of students and military personnel
При анализе спектральных показателей СР у военнослужащих в январе наблюдались максимальные значения суммарной мощности спектра СР, относительной мощности спектра СР в диапазоне высоких частот (HF) и минимальные значения относительной мощности спектра СР в диапазоне низких частот (LF) и соотношения LF/HF компонентов СР (см. табл. 2). У учащихся вуза не выявлено достоверной сезонной динамики. При сравнении групп можно сказать, что показатели относительной мощности спектра СР в HF-диапазоне и отношения мощности низких частот к мощности высоких у студентов достоверно выше, чем у военнослужащих, а значения относительной мощности спектра СР в LF-диапазоне – ниже.
Обсуждение. Полученные результаты позволяют оценить влияние как фактора сезонности, так и социально-бытовых условий на организм молодых мужчин в условиях Европейского Севера. Можно отметить, что по весоростовым показателям обследованные молодые мужчины относятся к индивидам с нормальной массой тела и близки к показателям, полученным у молодых людей того же возраста [6]. В обеих группах наблюдается увеличение массы тела и индекса массы тела в холодный период года (см. рисунок). Данные согласуются с результатами, полученными другими авторами, и являются, вероятнее всего, следствием сезонных колебаний в потреблении пищи, энергетическом обмене и физической активности [7–9]. Смещение максимума весоростовых показателей в осенний период может быть вызвано сочетанным действием изменения рациона и двигательной активности, тогда как в январе это может быть связано с использованием жировых запасов для обеспечения процессов терморегуляции.
Рис. Сезонная динамика индекса массы тела у обследованных молодых мужчин. Достоверность различий в группах между месяцами: относительно января # – p < 0,05; относительно марта: *– p < 0,05; ** – p < 0,01; относительно июля: ^ – p < 0,05; ^^ – p < 0,01.
Fig. Seasonal dynamics of body mass index in the examined young men. The reliability of differences in the groups between months: relative to January # – p < 0.05; relative to March: * – p < 0.05; ** – p < 0.01; relative to July: ^ – p < 0.05; ^^ - p < 0.01
Показатели САД и ДАД у обследованных студентов и в большей степени у военнослужащих имели тенденцию к более низким значениям, чем полученные у молодых мужчин того же возраста [10, 11]. Увеличение показателей САД и ПД у обследованных молодых мужчин весной относительно января, по-видимому, связано с напряжением сердечно сосудистой системы на этапе перехода от холодного к теплому периоду года. Тенденция к более низким значениям артериального давления у военнослужащих, возможно, вызвана тем, что эта группа в силу своей специфики (обязательные строевые занятия на открытом воздухе и т. д.) более длительное время, по сравнению со студентами, находится под действием внешних природных факторов, что приводит к более выраженным проявлениям парасимпатических воздействий на организм, характерным для жителей Севера [12]. Подтверждением вышеизложенного могут служить показатели вариабельности СР (см. табл. 2). У военнослужащих наблюдали более низкие значения пульса, процентного содержания низкочастотного компонента СР, отражающего активность симпатического контура вегетативной регуляции, отношение мощности низких частот к мощности высоких (LF/HF) и более высокое содержание высокочастотного компонента, характеризующего парасимпатическую активность.
В сезонном аспекте у студентов вуза не наблюдалось статистически значимых изменений показателей СР, у военнослужащих в январе были достоверно снижены показатели ЧСС, процентного содержания низкочастотного компонента СР, LF/HF-отношения и более повышено содержание высокочастотного компонента (относительное и абсолютное). Это также указывает на повышение парасимпатической активности в январе.
Заключение. Таким образом, можно сказать, что у молодых мужчин в условиях Европейского Севера наблюдались сезонные изменения показателей, динамика которых различалась в исследованных группах, что отразилось на достоверности межгрупповых различий. Если в отношении показателей массы тела, жировой массы и индекса массы тела динамика у обследованных молодых мужчин была аналогичной, то длительное ежедневное нахождение на открытом воздухе приводит к более выраженным признакам ваготонии у солдат-срочников, что отражается на сезонной динамике показателей сердечно-сосудистой системы.
About the authors
Tatyana P. Loginova
Institute of Physiology, Federal Research Center, Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Author for correspondence.
Email: log73tag@yandex.ru
Cand. of Sci. (Biol..), researcher, the Department of Environmental and Medical Physiology
Russian Federation, SyktyvkarAlexandr B. Bayrhayev
Institute of Physiology, Federal Research Center, Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: sir.alex-mari2012@yandex.ru
Researcher, the Department of Environmental and Medical Physiology
Russian Federation, SyktyvkarValentina N. Tukavkina
Institute of Physiology, Federal Research Center, Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: valya.tyukavkina99@mail.ru
Researcher, the Department of Environmental and Medical Physiology
Russian Federation, SyktyvkarSvetlana G. Bojko
Medical Institute of Pitirim Sorokin Syktyvkar State University
Email: boiko60@mail.ru
Dr. of Sci. (Med.), the Department of Surgery
Russian Federation, SyktyvkarEvgeniy R. Boyko
Institute of Physiology, Federal Research Center, Komi Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Medical Institute of Pitirim Sorokin Syktyvkar State University
Email: boiko60@mail.ru
Dr. of Sci. (Med.), Professor, Director, head of the Department of Biochemistry and Physiology
Russian Federation, Syktyvkar; SyktyvkarReferences
- Бойко Е. Р., Канева А. М. Индексы липидного обмена в ранней диагностике сердечно-сосудистой патологии у человека на Севере // Якутский медицинский журнал. 2019. Т. 67, № 3. С. 96–101 [Boyko E. R., Kaneva A. M. Indices of lipid metabolism for the early diagnosis of cardiovascular disease in residents of the north. Yakut medical journal, 2019, Vol. 67, № 3, pp. 96–101 (In Russ.)]. doi: 10.25789/YMJ.2019.67.27
- Марасанов А. В., Стехин А. А., Яковлева Г. В. Подход к обеспечению здоровьесбережения населения Арктической зоны Российской Федерации (обзор) // Журн. мед.-биол. исследований. 2021. Т. 9, № 2. С. 201–212 [Marasanov A. V., Stekhin A. A., Yakovleva G. V. An Approach to Public Health Protection in the Arctic Zone of the Russian Federation (Review). Journal of Medical and Biological Research, 2021, Vol. 9, №. 2, pp. 201–212 (In Russ.)]. doi: 10.37482/2687-1491-Z058
- Sega R., Cesana G., Bombelli M., Grassi G., Stella M. L., Zanchetti A., Mancia G. Seasonal variations in home and ambulatory blood pressure in the PAMELA population. J. Hypertens, 1998, Vol. 16, №11, pp.1585–1592. doi: 10.1097/00004872-199816110-00004
- Liao J. N., Chao T. F., Liu C. J., Chen S. J., Hung C. L., Lin Y. J., Chang S. L., Lo L. W., Hu Y. F., Tuan T. C., Chung F. P., Chen T. J., Lip G. Y. H., Chen S. A. Seasonal variation in the risk of ischemic stroke in patients with atrial fibrillation: A nationwide cohort study. Heart rhythm, 2018, Vol. 15, № 11, pp. 1611–1616. doi: 10.1016/j.hrthm.2018.06.043
- Хаснулин В. И., Хаснулин П. В. Современные представления о механизмах формирования северного стресса у человека в высоких широтах // Экология человека. 2012. № 1. С. 3–11 [Hasnulin V. I., Hasnulin P. V. Modern concepts of the mechanisms forming northern stress in humans in high latitudes. Human Ecology, 2012, № 1, pp. 3–11 (In Russ.)].
- Гурьева А. Б., Алексеева В. А., Николаев В. Г. Антропометрические и биоимпедансометрические параметры студентов Якутии в контексте гендерных различий // Вестник новых медицинских технологий. 2019. № 1. С. 139–144 [Guryeva A. B., Alekseeva V. A., Nikolaev V. G. Anthropometric and bioimpendance parameters of the students of Yakutia in the context of gender differences. Journal of new medical technologies, 2019, №1, pp. 139–144 (In Russ.)]. doi: 10.24411/2075-4094-2019-1628
- Westerterp K. R. Seasonal variation in body mass, body composition and activity-induced energy expenditure: a long-term study. Eur J Clin Nutr., 2020, Vol, 74, pp. 135–140. doi: 10.1038/s41430-019-0408-y
- Кузьменко Н. В., Цырлин В. А., Плисс М. Г., Галагудза М. М. Сезонная динамика массы тела у здоровых людей: мета-анализ // Физиология человека. 2021. Т. 47, № 6. С. 100–114 [Kuzmenko N. V., Tsyrlin V. A., Pliss M. G., Galagudza M. M. Seasonal body weight dynamics in healthy people: a meta-analysis. Human physiology, 2021, Vol. 47, № 6. pp. 100–114 (In Russ.)]. doi: 10.1134/S0362119721060062
- Tanaka N., Okuda T., Shinohara H., Yamasaki R. S., Hirano N., Kang J., Ogawa M., Nishi N. N. Relationship between Seasonal Changes in Food Intake and Energy Metabolism, Physical Activity, and Body Composition in Young Japanese Women. Nutrients. 2022, № 14(3), 506. doi: 10.3390/nu14030506
- Соколов А. Я., Суханова И. В. Соматофизиологические показатели у студентов Северного международного университета // Экология человека. 2006. № 1. С. 24–27 [Sokolov A. Ya., Sukhanova I. V. Somatophysiological indices in students of Northern International University. Human Ecology, 2006, № 1, pp. 24–27 (In Russ.)].
- Тятенкова Н. Н., Аминова О. С. Оценка функциональных возможностей кардиореспираторной системы у молодежи // Здоровье населения и среда обитания. 2021. Т. 29, № 7. С. 50–56 [Tyatenkova N. N., Aminova O. S. Assessment of functional capacities of the cardiorespiratory system in young adults. Public health and habitat, 2021, Vol. 29, №7, pp. 50–56 (In Russ.)]. doi: 10.35627/2219-5238/2021-29-7-50-56
- Максимов А. Л., Лоскутова А. Н. Особенности структуры вариабельности кардиоритма уроженцев Магаданской области в зависимости от типа вегетативной регуляции // Экология человека. 2013. № 6. С. 3–10 [Maximov A. L., Loskutova A. N. Heart rate variability structure features in persons born in Magadan region depending on vegetative regulation type. Human Ecology, 2013, № 6, pp. 3–10 (In Russ.)].
Supplementary files
