AUTONOMIC NERVOUS STATUS AND BIOELECTRIC BRAIN ACTIVITY IN ADOLESCENTS-INHABITANTS OF THE POLAR NORTH

Cover Page

Abstract


Background: Northern European areas are differing in degree of extreme climatic conditions in the Polar and Subpolar latitudes. Formation of the nervous system in adolescents most of all is affected by these adverse climatic factors. Objective: The aim was to study of the autonomic regulation of cardiac activity and brain bioelectric activity in adolescents-inhabitants of the North depending on these autonomic nervous tones. Methods: 300 adolescents (male and female) aged 15–16 years living in the Polar (67°40' N) and Subpolar (64°30' N) northern regions of Russia are examined. Assessment of autonomic nervous tone was determined by the heart rate variability (HRV) and blood pressure parameters. After the initial analysis of these indicators, all subjects in both areas were further divided into groups with vagotonic, normotonic and sympathotonic types. Electroencephalogram (EEG) was recorded in the state of quiet wakefulness with closed eyes (16 standard monopolar leads). EEG characteristic were performed on the values of the amplitude and the index in each frequency band. All described changes were statistically significant at p <0,05–0,001. Results: According HRV and central hemodynamics among adolescents of the Polar North revealed an increase the proportion of individuals with a predominance of sympathetic influences on cardiac activity (37,3%) and significant decrease the proportion of persons with a predominance of vagal influences (10%). A high activity of diencephalic subcortical brain structures in groups of normotonic and sympathotinic persons in the Polar region was revealed, which manifests itself in the form of increased levels of theta and alpha EEG-activity, as well as increased occurrence hypersynchronous EEG-types (50%). In adolescents-inhabitants of the Subpolar region occurs more intensive age optimization of neural processes then in adolescents-inhabitants of the Polar region. Conclusion: The predominance of sympathetic effects on the cardiac activity and higher activity of diencephalic subcortical brain structures in adolescents of the Polar region were revealed.

 


D. B. Demin

The Institute of Environmental Physiology, Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk

Author for correspondence.
Email: denisdemin@mail.ru

Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биоритмологии Института физиологии природных адаптаций УрО РАН
Адрес: 163000, Архангельск, пр-т Ломоносова, д. 249, тел.: +7 (8182) 65-29-92

L. V. Poskotinova

The Institute of Environmental Physiology, Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk

Email: liliya200572@mail.ru

Russian Federation

доктор биологических наук, доцент, заведующая лабораторией биоритмологии Института физиологии природных адаптаций УрО РАН
Адрес: 163000, Архангельск, пр-т Ломоносова, д. 249, тел.: +7 (8182) 65-29-92

E. A. Krivonogova

The Institute of Environmental Physiology, Ural Branch of Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk

Email: elena200280@mail.ru

Russian Federation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биорит-мологии Института физиологии природных адаптаций УрО РАН
Адрес: 163000, Архангельск, пр-т Ломоносова, д. 249, тел.: +7 (8182) 65-29-92

  1. Сороко С.И., Бурых Э.А., Бекшаев С.С., Сидоренко Г.В., Сергеева Е.Г. Особенности формирования системной деятельности головного мозга и вегетативных функций у детей в условиях Европейского Севера (проблемная статья). Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2006; 92 (8): 905–929.
  2. Максимов А.Л., Лоскутова А.Н. Особенности структуры вариабельности кардиоритма уроженцев Магаданской области в зависимости от типа вегетативной регуляции. Экология чело-века. 2013; 6: 3–10.
  3. Ноздрачёв А.Д., Щербатых Ю.В. Современные способы оценки функционального состояния автономной (вегетативной) нервной системы. Физиология человека. 2001; 27 (6): 95–101.
  4. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Рябыкина Г.В. Современное состояние исследований по вариабельности сердечного ритма в России. Вестник аритмологии. 1999; 14: 71–75.
  5. Агаджанян Н.А., Батоцыренова Т.Е., Северин А.Е., Семенов Ю.Н. Сравнительные особенности вариабельности сердечного ритма у студентов, проживающих в различных при-родно-климатических регионах. Физиология человека. 2007; 33 (6): 66–70.
  6. Поскотинова Л.В. Вегетативная регуляция ритма сердца и эндокринный статус молодежи в условиях Европейского Севера России. Екатеринбург: УрО РАН. 2010. 235 с.
  7. Нифонтова О.Л., Говорухина А.А. Адаптивные возможности школьников Тюменского Севера. Совр. наукоемк. технол. 2007; 5: 85–86.
  8. Степанова Г.К., Дмитриева С.М., Устинова М.В. Вариабельность сердечного ритма в различные сезоны года у юношей-якутов. Дальневосточн. мед. журн. 2010; 2: 105–108.
  9. Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р., Варламова Н.Г., Есева Т.В. Влияние широты проживания в условиях Севера на организм подростков. Физиология человека. 2012; 38 (2): 107–112.
  10. Гудков А.Б., Попова О.Н., Небученных А.А. Новоселы на Европейском Севере. Физиолого-гигиенические аспекты. Архангельск: Изд-во СГМУ. 2012. 285 с.
  11. Сороко С.И., Рожков В.П., Бурых Э.А. Показатели мозгового кровообращения у детей 7–11 лет, проживающих на Европейском Севере. Физиология человека. 2008; 34 (6): 37–50.
  12. Дёмин Д.Б., Поскотинова Л.В., Кривоногова Е.В. Роль фонового тиреоидного статуса в изменении ЭЭГ подростков при биоуправлении параметрами сердечного ритма. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2011; 97 (11): 1262–1269.
  13. Дёмин Д.Б., Поскотинова Л.В., Кривоногова Е.В. Сравнительная оценка изменений структуры ЭЭГ при кардиотренинге у подростков приполярных и заполярных территорий Севера. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2014; 100 (1): 128–138.

Views

Abstract - 18

PDF (Russian) - 1

Cited-By


PlumX



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