Українська Русский English

ISSN 2522-9028 (Print)
ISSN 2522-9036 (Online)
DOI: https://doi.org/10.15407/fz

Fiziologichnyi Zhurnal

is a scientific journal issued by the

Bogomoletz Institute of Physiology
National Academy of Sciences of Ukraine

Editor-in-chief: V.F. Sagach

The journal was founded in 1955 as
1955 – 1977 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0015 – 3311)
1978 – 1993 "Fiziologicheskii zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
1994 – 2016 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
2017 – "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 2522-9028)

Fiziol. Zh. 2007; 53(4): 78-86


Specific mechanismsof individually adjusted interval hypoxic hypercapnic influence on heart ratevariability in athletes

O.P. Yelisyeyeva, Kh.O. Semen, A.P. Cherkas, D.V. Kaminskyi, A.K. Kyrkevych

    Danylo Halytskyi Lviv National Medical University;Scientific practical medical center of pediatric cardiology andheart surgery of Ministry of Health, Ukraine


Abstract

In the article the beneficial effects of individually adjusted single interval hypoxic hypercapnic session (IHHS) on pa- rameters of heart rate variability (HRV) and of aerobic me- tabolism are demonstrated and interactions between studied indexes are discussed. In 24 athletes, hypoxia was achieved in closed breathing circuit under constant pulseoxymetry con- trol. Before and after IHHS short time HRV recordings were performed and activity of catalase, superoxidedesmutase (SOD), thiobarbituric acid reactive species (TBARS), oxida- tive modification products, middle mass molecules and ligand forms of hemoglobin (Hb) were assessed. The results showed an increase in total spectral power and parasympathetic activ- ity with simultaneous decrease in sympathetic component in all athletes. These changes resulted from activation of aerobic metabolism, because the most prominent improvement of HRV parameters was observed in athletes with decrease in TBARS without major changes of catalase and SOD activities after IHHS. The radical nature of activation in this group was fur- ther confirmed by redistribution of ligand forms of Hb (ЇHbO2, ­MetHb, ­HbCO, ­HbS). The role of hemoproteins in regulation of free radical reactions is discussed. It has been demonstrated that individually adjusted IHHS regimen can improve HRV parameters by training the mechanisms of endogenous oxygen production and efficient modulation of different impulses from chemoreceptors. Partially, such result may be attributed to monitoring of SaO2 during IHHS, which adequately reflects the organism ability to produce metabolic oxygen.

References

  1. Білий О.І., Дудок К.П., Лук’янець В.М. Методичні вказівки. – Львів: Вид-во Львів. ун-ту, – 1998. – 12 с.
  2. Габриелян Н.И, Дмитриев А.А., Кулаков Г.И. Диагностическая ценность определения молекул средней массы в плазме крови человека //Клин. медицина. – 1984. – №10. – С.38–42
  3. Гжегоцький М.Р., Коник У.В., Козак Л.П., Ковали- шин В.І. Вплив олії амаранту, інтервального гіпок- сичного тренування на ультраструктурні та метаболічні зміни у печінці при дії фтору та малих доз радіації // Фізіол. журн. – 2006. – 52, №3. – С.90–98.
  4. Горанчук В.В., Сапова Н.И., Іванов А.О. Гипокси- терапия. – СПб.: Элби-СПб, 2003. – 536 с. 5. Дубинина Е.Е., Бурмистров С.О., Ходов Д.А., Поротов Г.Е. Окислительная модидфикация белков плазмы крови человека, метод ее определения // Вопр. мед. химии. – 1995. – № 1(41). – С. 24–29.
  5. Єлісєєва О.П., Сергієнко О.О., Черкас А.П. та ін Варіабельність серцевого ритму у хворих на цукровий діабет: спроба метаболічної інтерпретації // Проблеми ендокринної патології. – 2005. – №1. – С. 95–110.
  6. Коробов В.М. Вплив гіпоксичної гіпоксії на кисеньзв’язувальні властивості гемоглобінів щурів і напівводних амніот /Експерим. та клін. фізіологія і біохімія. – 2001. – №1. – С.38–41.
  7. Королюк В.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. – 1988. –№ 1. – С. 16–19.
  8. 9. Костюк В.А, Потапович А.И., Ковалева Ж.В. Прос- тий і чутливий метод визначення активності супероксиддисмутази, що грунтується на окисленні кверцетину //Вопросы мед. химии. – 1990. – С. 88–91.
  9. 10.Пат. № 15615 Україна, А А61В 10/00. Спосіб підвищення функціонально-метаболічного резерву організму гіпоксичним впливом в інтервальному дозованому режимі /Єлісєєва О.П., Камінський Д.В., Семен Х.О., Черкас А.П., Вонсовський А.Б.. Абра- гамович О.О., Сергієнко О.О. (U). – № 200512457. Заявл. 23.12.2005; Опубл. 17.07.2006, Бюл. №7.
  10. Проблемы гипоксии: молекулярне, физиологи- ческие и медицинские аспекты / Под ред. Лукьянова Л.Д., Ушаков И.Б. – М.; Воронеж: Истоки, 2004. – 590 с.
  11. Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В. Роль свободно- радикальных процессов и редокс-сигнализации в адаптации организма к изменению уровня кисло- рода //Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова – 2005. – Т.91, №6. – С.636–655.
  12. Тимирбулатов Р.А., Селезнев Е.И. Метод повыше- ния интенсивности свободнорадикального окисле- ния липидсодержащих компонентов крови и их диагностическое значение //Лаб. дело. – 1986. – №4. – С.209–211.
  13. Тимочко М.Ф., Єлісєєва О.П., Кобилінська Л.І., Тимочко І.Ф. Метаболічні аспекти формування кисневого гомеостазу в екстремальних станах. – Львів: Місіонер, 1998. – 142 с.
  14. Buehler P.W., Alayash A.I. Oxygen Sensing in the Cir- culation: «Cross Talk» Between Red Blood Cells and the Vasculature //Antioxid. and Red. Signal. – 2004. – 6, № 6. – P. 1000–1010.
  15. Bunn F.H., Poyton R.O. Oxygen Sensing and Molecu- lar Adaptation to Hypoxia // Physiolog. Rev. – 1996. – 76, № 3. – P.839–885.
  16. Guzy RD, Schumacker PT. Oxygen sensing by mitochon- dria at complex III: The paradox of increased ROS during hypoxia //Exp. Physiol. – 2006. – 91. № 5. – P. 807–819.
  17. Heart rate variability. Standard of measurement, physi- ological, and clinical use. Task Force of Eur. Soc. of Cardiol. and The North Amer. Soc. of Pacing and Electrophysiol //Europ. Heart J. – 1996. – 17. – P.354–381.
  18. 19. Levine B.D. Intermittent hypoxic training: fact and fancy //High. Alt. Med/ Biol. – 2002. –№ 3(2). – P.177–193.
  19. 20. Pichot V., Roche F., Gaspoz J.M. et al. Relation be- tween heart rate variability and training load in middle- distance runners // Med. Sci. Sports. Exerc. – 2000. – 32, № 10. – P.1729–1736.
  20. Povea C., Schmitt L., Brugniaux J. et al. Effects of intermittent hypoxia on heart rate variability during rest and exercise // High. Alt. Med. Biol. – 2005. – № 6(3). – P.215–225.
  21. Powell F.L., Garcia N. Physiological effects of inter- mittent hypoxia // Ibid. – 2000. – № 1(2). – P. 125–136.
  22. Roels B., Millet G.P., Marcoux C.J. et al. Effects of hypoxic interval training on cycling performance / / Med. Sci. Sports Exerc. – 2005. – 37, № 1. – P.138–146.
  23. Semenza G.L. Surviving ischemia: adaptive response mediated by hypoxia-inducible factor 1 //J. Clin. Invest. – 2000. – 106, № 7. – P.809–812.
  24. Weir K.E., Lopez-Barneo J., Buckler K.J., Archer S.L. Acute oxygen-sensing mechanisms / // N. Engl. J. Med. – 2005. – №10. – 2042–2055.
  25. . Williams S.E., Wootton P., Mason H.S. et al. Hemoxy- genase-2 is an oxygen sensor for a calcium-sensitive potassium channe // Science. – 2004. – 306. – P.2093–2097.

© National Academy of Sciences of Ukraine, Bogomoletz Institute of Physiology, 2014-2019.