«Ульяновский медико-биологический журнал»

PHYSIOLOGY

Download  article

DOI 10.34014/2227-1848-2019-3-98-105

 

SEASONAL CHARACTERISTICS OF EXTERNAL RESPIRATION PATTERN IN STUDENTS WITH DIFFERENT CHRONOTYPES

 

S.I. Pavlenko1,2, O.A. Vedyasova1

1 Samara National Research University named after S.P. Korolev, Samara, Russia

2 Medical Univesity “Reaviz”, Samara, Russia

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

 

The objective of the paper is to analyze the external respiration pattern in students with morning, afternoon and evening types of activity at rest and after monotonous mental work load during the day in the spring-summer and autumn-winter seasons.

Materials and Methods. The authors examined three chronotypes: eveningness with a delayed sleep period (owls), morningness with an advanced sleep period (larks) and indifferent or asynchronous chronotype (pigeons). The individual chronotype was determined using Horne and Ostberg morningness-eveningness questionnaire in Putilov’s modification and Moskovchenko questionnaire. In the morning, afternoon and evening spirography was used to record external respiration in the normal condition and after monotonous mental load. Changes in the volume and time spirogram parameters were analyzed.

Results. It was found out that “pigeons” and “larks” demonstrated more evident seasonal and daily external respiration dynamics if compared to “owls”. In “pigeons”, the initial values of the breathing pattern parameters and their changes during monotonous mental stress in the daytime and evening hours in the autumn-winter period were higher than in the spring-summer period. In “larks”, similar seasonal differences in the respiration pattern were also observed at rest and under load, but only in the morning and in the evening. In “owls,” the reaction of external respiration seasonal dependence to work was more evident in the evening in the autumn-winter period.

Conclusion. The data obtained reflect the chronotypic dependence of seasonal and circadian changes in external respiration. Based on the results of the study, we can talk about various influence of respiratory reactions on the mechanisms of labor adaptation in people with morning, afternoon and evening types of activity in different seasons.

Keywords: breathing pattern, seasonal changes, chronotypes, monotonous load, students.

 

References

  1. Adan A., Natale V. Gender differences in morningness-eveningness preference. Chronobiol. Int. 2002; 19 (4): 709–720.

  2. Ba-Ali S., Brondsted A.E., Andersen H.U., Sander B., Jennum P.J., Lund-Andersen H. Assessment of diurnal melatonin, cortisol, activity, and sleep-wake cycle in patients with and without diabetic retinopathy. Sleep Med. 2019; 54: 35–42.

  3. Rahafar A., Maghsudloo M., Farhangnia S., Vollmer C., Randler C. The role of chronotype, gender, test anxiety, and conscientiousness in academic achievement of high school students. Chronobiol. Int. 2016; 33 (1): 1–9.

  4. Jankowski K.S. Social jet lag: Sleep-corrected formula. Chronobiol. Int. 2017; 34 (4): 531–535.

  5. Kopytova N.S., Gudkov A.B. Sezonnye izmeneniya funktsional'nogo sostoyaniya sistemy vneshnego dykhaniya u zhiteley evropeyskogo Severa Rossii [Seasonal changes in the functional state of the external respiration system in the residents of the European North of Russia]. Ekologiya cheloveka. 2007; 10: 41–43 (in Russian).

  6. Zav'yalova A.A., Shcherbina F.A., Smolina V.S. Sezonnye izmeneniya pokazateley vneshnego dykhaniya u detey srednego shkol'nogo vozrasta – urozhentsev g. Arkhangel'ska [Seasonal changes in the indicators of external respiration in children of secondary school age, residents of Arkhangelsk]. Ekologiya cheloveka. 2012; 2: 28–31 (in Russian).

  7. Vedyasova O.A., Pavlenko S.I., Kretova I.G. Vliyanie mental'nogo stressa na parametry patterna dykhaniya u studentov s raznoy tsirkadiannoy tipologiey [Influence of mental stress on breathing pattern parameter in students with different circadian typology]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2016; 4: 78–85 (in Russian).

  8. Koscec A., Radosevic-Vidacek B., Bakotic M. Morningness-eveningness and sleep patterns of adolescents attending school in two rotating shifts. Chronobiol. Int. 2013; 31 (1): 52–63.

  9. Putilov A.A. «Sovy», «zhavoronki» i drugie. O nashikh vnutrennikh chasakh i ikh vliyanii na zdorov'e i kharakter [“Owls”, “larks” and others. Our internal watches and their impact on health and character]. Moscow: Sovershenstvo; Novosibirsk: Izd-vo NGU; 1997. 264 (in Russian).

  10. Moskovchenko O.N. Praktikum po osnovam valeologii [Laboratory manual on the basics of valeology]: uchebnoe posobie [textbook]. Krasnoyarsk: KGTU; 1999. 228 (in Russian).

  11. Oginska H., Fafrowicz M., Golonka K., Marek T., Mojsa-Kaja J., Tucholska K. Chronotype, sleep loss, and diurnal pattern of salivary cortisol in a simulated daylong driving. Chronobiol. Int. 2010; 27 (5): 959–974.

  12. Arushanyan E.B., Popov A.V. Sovremennye predstavleniya o roli suprakhiazmaticheskikh yader gipotalamusa v organizatsii sutochnogo periodizma fiziologicheskikh funktsiy [Modern ideas about the role of hypothalamus suprachiasmatic nuclei in the organization of daily physiological functions]. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2011; 42 (4): 39–58 (in Russian).

  13. McGlashan E.M., Poudel G.R., Vidafar P., Drummond S.P.A., Cain S.W. Imaging individual differrences in the response of the human suprachiasmatic area to light. Front. Neurol. 2018; 9: 1022. DOI: 10.3389/fneur.2018.01022.

  14. Farajnia S., van Westering T.L., Meijer J.H., Michel S. Seasonal induction of GABAergic excitation in the central mammalian clock. Proc. Natl. Acad. Sci. 2014; 111: 9627–9632.

  15. Albrecht U. Timing to perfection: the biology of central and peripheral circadian clocks. Neuron. 2012; 74: 246–260.

  16. Aubin S., Kupers R., Ptito M., Jennum P. Melatonin and cortisol profiles in the absence of light perception. Behav. Brain Res. 2017; 317: 515–521.

  17. Adamsson M., Laike T., Morita T. Annual variation in daily light exposure and circadian change of melatonin and cortisol concentrations at a northern latitude with large seasonal differences in photoperiod length. J. Physiol. Anthropol. 2017; 36 (6). DOI: 10.1186/s40101-016-0103-9.

 

Скачать статью

УДК 612.2:57.034

DOI 10.34014/2227-1848-2019-3-98-105

 

СЕЗОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАТТЕРНА ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У СТУДЕНТОВ С РАЗНЫМИ ХРОНОТИПАМИ

 

С.И. Павленко1,2, О.А. Ведясова1

1 ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева», г. Самара, Россия;

2 ЧУОО ВО «Медицинский университет «Реавиз», г. Самара, Россия

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

 

Цель. Анализ паттерна внешнего дыхания у студентов с утренним, дневным и вечерним типами активности в условиях покоя и после монотонной умственной нагрузки в разное время дня весенне-летнего и осенне-зимнего периодов года.

Материалы и методы. Объектом исследования являлись студенты – «жаворонки», «голуби» и «совы». Индивидуальный хронотип испытуемых определяли с помощью теста Хорна–Остберга в модификации Путилова, а также анкетирования по Московченко. Внешнее дыхание регистрировали методом спирографии утром, днем и вечером в исходном состоянии и после выполнения монотонной умственной нагрузки. Анализировали изменения объемных и временных показателей спирограммы.

Результаты. Выявлено, что «голубям» и «жаворонкам» свойственна более выраженная по сравнению с «совами» сезонная и дневная динамика внешнего дыхания. У «голубей» исходные значения параметров паттерна дыхания и их изменения при монотонной умственной нагрузке в дневные и вечерние часы в осенне-зимнем периоде были больше, чем в весенне-летнем. У «жаворонков» подобные сезонные различия паттерна дыхания также отмечались в покое и при нагрузке, но в утреннее и вечернее время суток. У «сов» сезонная зависимость внешнего дыхания проявлялась в виде доминирования его реакций на работу в вечернее время дня осенне-зимнего периода года.

Заключение. Полученные данные отражают хронотипическую зависимость сезонных и циркадианных изменений внешнего дыхания. На основании результатов исследования можно говорить о разном вкладе дыхательных реакций в механизмы трудовой адаптации у лиц с утренним, дневным и вечерним типами активности в различные сезоны года.

Ключевые слова: паттерн дыхания, сезонные изменения, хронотипы, монотонная нагрузка, студенты.

 

Литература

  1. Adan A., Natale V. Gender differences in morningness-eveningness preference. Chronobiol. Int. 2002; 19 (4): 709–720.

  2. Ba-Ali S., Brondsted A.E., Andersen H.U., Sander B., Jennum P.J., Lund-Andersen H. Assessment of diurnal melatonin, cortisol, activity, and sleep-wake cycle in patients with and without diabetic retinopathy. Sleep Med. 2019; 54: 35–42.

  3. Rahafar A., Maghsudloo M., Farhangnia S., Vollmer C., Randler C. The role of chronotype, gender, test anxiety, and conscientiousness in academic achievement of high school students. Chronobiol. Int. 2016; 33 (1): 1–9.

  4. Jankowski K.S. Social jet lag: Sleep-corrected formula. Chronobiol. Int. 2017; 34 (4): 531–535.

  5. Копытова Н.С., Гудков А.Б. Сезонные изменения функционального состояния системы внешнего дыхания у жителей европейского Севера России. Экология человека. 2007; 10: 41–43.

  6. Завьялова А.А., Щербина Ф.А., Смолина В.С. Сезонные изменения показателей внешнего дыхания у детей среднего школьного возраста – уроженцев г. Архангельска. Экология человека. 2012; 2: 28–31.

  7. Ведясова О.А., Павленко С.И., Кретова И.Г. Влияние ментального стресса на параметры паттерна дыхания у студентов с разной циркадианной типологией. Ульяновский медико-биологический журнал. 2016; 4: 78–85.

  8. Koscec A., Radosevic-Vidacek B., Bakotic M. Morningness-eveningness and sleep patterns of adolescents attending school in two rotating shifts. Chronobiol. Int. 2013; 31 (1): 52–63.

  9. Путилов А.А. «Совы», «жаворонки» и другие. О наших внутренних часах и их влиянии на здоровье и характер. Москва: Совершенство; Новосибирск: Изд-во НГУ; 1997. 264.

  10. Московченко О.Н. Практикум по основам валеологии: учебное пособие. Красноярск: КГТУ; 1999. 228.

  11. Oginska H., Fafrowicz M., Golonka K., Marek T., Mojsa-Kaja J., Tucholska K. Chronotype, sleep loss, and diurnal pattern of salivary cortisol in a simulated daylong driving. Chronobiol. Int. 2010; 27 (5): 959–974.

  12. Арушанян Э.Б., Попов А.В. Современные представления о роли супрахиазматических ядер гипоталамуса в организации суточного периодизма физиологических функций. Успехи физиологических наук. 2011; 42 (4): 39–58.

  13. McGlashan E.M., Poudel G.R., Vidafar P., Drummond S.P.A., Cain S.W. Imaging individual differences in the response of the human suprachiasmatic area to light. Front. Neurol. 2018; 9: 1022. DOI: 10.3389/fneur.2018.01022.

  14. Farajnia S., van Westering T.L., Meijer J.H., Michel S. Seasonal induction of GABAergic excitation in the central mammalian clock. Proc. Natl. Acad. Sci. 2014; 111: 9627–9632.

  15. Albrecht U. Timing to perfection: the biology of central and peripheral circadian clocks. Neuron. 2012; 74: 246–260.

  16. Aubin S., Kupers R., Ptito M., Jennum P. Melatonin and cortisol profiles in the absence of light perception. Behav. Brain Res. 2017; 317: 515–521.

  17. Adamsson M., Laike T., Morita T. Annual variation in daily light exposure and circadian change of melatonin and cortisol concentrations at a northern latitude with large seasonal differences in photoperiod length. J. Physiol. Anthropol. 2017; 36 (6). DOI: 10.1186/s40101-016-0103-9.