安 楠，于 允，馮連世，尹煜華，劉 丹

(1．國家體育總局體育科學研究所，北京 100061;2．北京先農(nóng)壇體育運動技術學校，北京 100050;3．中國足球協(xié)會，北京100061)

心率變異性(Heart rate variability，HRV)是指竇性心率隨時間發(fā)生微小波動的現(xiàn)象，這種波動受體內神經(jīng)體液的調控，是機體為適應不同生理狀況而做出的適應性改變，可以反映交感－副交感神經(jīng)張力及其平衡狀況，進而用于評價身體機能狀態(tài)。高原訓練作為提高有氧能力的有效方法，已經(jīng)在全世界范圍內研究和應用了半個多世紀。由于人體機能的復雜性和個體差異，使高原訓練成為一個復雜的人體工程，它對人體造成的生理效應既有有利的一面，也有難以克服的弊端［1］，如高原缺氧對神經(jīng)系統(tǒng)的負面作用以及神經(jīng)疲勞對體能的影響等。把握好高原訓練的過程，就是要解決在低氧和訓練雙重刺激下的疲勞深度與恢復等問題，充分利用高原環(huán)境對心肺系統(tǒng)、有氧能力的有益作用，同時將負面影響降至最低，使高原訓練效果最大化，要實現(xiàn)這一目的，做好訓練期間的身體機能監(jiān)控是十分必要和關鍵的。女足作為體能類運動項目，每年都要到昆明海埂等高原訓練基地進行冬訓，在提高體能方面收到了一定的效果，但也遇到了由于把握不好高原適應和訓練負荷造成疲勞積累的問題。在2009年冬訓的過程中，我們首次嘗試應用以心率變異性(Heart Rate Variability，HRV)檢測為原理的自主神經(jīng)疲勞檢測方法配合血生化指標對高原訓練期間運動員身體機能狀態(tài)進行全程監(jiān)控，目的在于檢驗該方法在女足高原訓練監(jiān)控中的作用及應用價值，進一步提高訓練監(jiān)控效果。

1 研究對象和方法

1．1 研究對象

中國女足國家隊隊員22人，一般情況見表1。

表1 中國女足隊員一般情況一覽表(n=22)

1．2 研究方法

本次冬訓的昆明海梗足球訓練基地海拔高度為1900米左右，屬于中等高度。高原訓練計劃為:上高原第1～3天為適應期，以小強度有氧適應性訓練和適應球感為主;第1訓練周逐漸過渡到中等負荷有氧耐力訓練;第2訓練周以大運動量有氧耐力訓練結合中等強度專項訓練，第3訓練周以提升體能的專項強度訓練為主［2］，第4訓練周以專項技戰(zhàn)術訓練為主。

應用美國產(chǎn)Omega Wave便攜式疲勞診斷儀結合常用血生化指標對高原訓練期間運動員身體狀態(tài)進行監(jiān)測。于晨起時仰臥位安靜狀態(tài)下進行Omega Wave測試。監(jiān)測點選取集訓前、上高原2天、上高原2周及下高原2天。測試指標:Omega Wave疲勞檢測中的迷走神經(jīng)活動度(Activity of Vagus regulation mechanisms，VA)、交感神經(jīng)活動度(Activity of Sympathetic regulation mechanisms，SA)、神經(jīng)緊張度指數(shù)(Tension Index，TI)、有氧指數(shù)(Aerobic Index)及無氧指數(shù)(Anaerobic Index);血液指標中的紅細胞數(shù)(RBC)、血紅蛋白(Hb)、紅細胞壓積(Hct)、血睪酮(testosterone，T)、血皮質醇(Cortisol，C)［3］等主要指標。

2 研究結果

2．1 高原訓練期間Omega Wave疲勞檢測結果

表2 中國女足隊員高原訓練期間自主神經(jīng)疲勞檢測結果(n=22，昆明海埂，2009)

結果顯示:迷走神經(jīng)和交感神經(jīng)活動度在上高原2天時均顯著高于集訓前，尤以交感神經(jīng)張力增高更為明顯，與集訓前比較增高了42%(P＜0．01);神經(jīng)緊張度指數(shù)也比集訓前顯著增加了41%(P＜0．05)，并于上高原2周時進一步升高達64%(P＜0．01)，同時交感神經(jīng)活動度繼續(xù)保持高水平(P＜0．05);高原訓練期間有氧能力指數(shù)與集訓前比較差異沒有顯著性，無氧能力指數(shù)在上高原2周時顯著高于集訓前，增長約2%(P＜0．05);下高原2天時迷走神經(jīng)活動度顯著高于上高原前，增長達17%(P＜0．05)，同時有氧能力指數(shù)與高原訓練前比較有增高的趨勢。

2．2 高原訓練期間血生化指標監(jiān)測結果

表3 中國女足隊員高原訓練期間血生化指標檢測結果(n=22，昆明海埂，2009)

結果顯示:上高原2天時，紅細胞數(shù)、血紅蛋白及紅細胞壓積均非常顯著地高于集訓前，分別增加8%、6%和11%(P＜0．01)，血睪酮也顯著升高33%(P＜0．05);上高原2周時紅細胞數(shù)及紅細胞壓積仍非常顯著地高于集訓前(P＜0．01)，但血紅蛋白接近集訓前水平，血睪酮繼續(xù)保持高水平;下高原2天時紅細胞數(shù)非常顯著地高于集訓前7%(P＜0．01)，血紅蛋白平均升高1．31mg/dL(P＜0．05);而紅細胞壓積、血睪酮及皮質醇水平均與集訓前水平無差異。

3 討論

HRV是由腦的高級神經(jīng)活動、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的自發(fā)性節(jié)律活動、呼吸活動以及由壓力、化學感受器傳入的心血管反射活動等共同調節(jié)的結果［4－5］，影響HRV的最后通道在于上述各種因素對心交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的綜合調節(jié)作用。HRV信號中的高頻(HF)部分主要反映迷走神經(jīng)調節(jié)功能;低頻(LF)部分與壓力感受器反射系統(tǒng)的活動有關，主要反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的復合調節(jié)功能，在某些情況可反映交感神經(jīng)系統(tǒng)調節(jié)功能;LF/HF則可反映交感和迷走神經(jīng)的均衡性。HRV信號中蘊含了有關心血管調節(jié)的大量信息，對這些信息的提取和分析可以定量評估心臟交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)活動的緊張性波動、均衡性及其對心血管系統(tǒng)活動的影響，進而推測出心血管等系統(tǒng)的功能狀態(tài)，本研究中Omega Wave檢測即是基于以上原理。研究結果顯示，上高原2天時，運動員普遍出現(xiàn)了交感神經(jīng)活動度的顯著增強，迷走神經(jīng)活動度也有增強，同時伴有神經(jīng)緊張度指數(shù)的增加，這是由于在初上高原的時候，機體在低氧環(huán)境中機體會產(chǎn)生一系列快速適應性反應，此時自主神經(jīng)系統(tǒng)中交感活動占優(yōu)勢，身體處于應激狀態(tài)，同時迷走活動也有增強，以適應代謝增加的需要。對比同期血液指標，可以發(fā)現(xiàn)紅細胞數(shù)、紅細胞壓積和血紅蛋白均有顯著增高，這主要是由于低氧引起血管收縮，血容量減少所致。在這個過程中，交感和迷走神經(jīng)均參與調節(jié)心血管系統(tǒng)的功能，其活動強度可以在一定程度上提示高原習服的程度。上高原2天后血睪酮也有顯著升高，同樣與血液濃縮有關，但也不排除血睪酮合成迅速增多的因素。關于高原訓練時血睪酮的變化，馮連世(2000)［6］、胡揚(1998)［7］均認為在初期的低氧暴露下運動將造成睪酮下降。本研究中表現(xiàn)為初上高原時血睪酮上升，這與錢鳳雷等［8］的研究結果相同，原因可能為初上高原時，機體自身調節(jié)使睪酮代償增加以促進合成代謝，適應高原身體代謝高于平原的情況。

從上高原2周時的Omega Wave檢測結果可以看出，神經(jīng)緊張度水平非常顯著地增高，同時交感神經(jīng)亦有較高的活動度。高原訓練對機體的刺激來源于低氧和訓練負荷兩個方面，由于上高原2周時高原習服過程已經(jīng)完成，提示此時的神經(jīng)緊張度增高主要是由訓練負荷造成的。上高原第2周進行的是大運動量有氧耐力訓練及中等強度專項訓練，據(jù)此提示第2訓練周的訓練負荷略有偏大，機體的應激程度偏高，有疲勞的趨勢;同期血液檢測結果也顯示，紅細胞數(shù)和紅細胞壓積顯著升高，但血紅蛋白與初上高原時基本持平，由于上高原第2周時高原習服已經(jīng)基本完成，此時血紅蛋白沒有升高，說明機體的訓練負荷偏大使消耗過多，紅細胞數(shù)增多與血紅蛋白水平的不平行提示機體有小細胞低色素貧血的傾向，應及時補鐵，促進血紅蛋白合成;由于無氧指數(shù)顯著升高而有氧指數(shù)無明顯變化，提示這一階段專項訓練的強度可能增加過快或過大;同期的血睪酮水平?jīng)]有降低，仍保持在較高的水平上，提示運動員尚有較好的恢復能力，沒有達到深度疲勞［9］。以上監(jiān)測結果提示訓練負荷不要增加過快，可適當延長訓練間隔，并給予營養(yǎng)加強和及時的恢復措施，保證下一階段大強度專項訓練計劃的順利完成。長期以來，人們認為運動時心率的變化是由于副交感活動退讓和交感活動增加共同實現(xiàn)的［10－11］。多數(shù)學者的研究證實，反映迷走神經(jīng)活動的HRV指標HF在運動過程中進行性下降［12－13］;而對于交感神經(jīng)在運動過程中的變化存在一些不同的研究結果，有學者發(fā)現(xiàn)LF在運動過程中進行性下降［14］，但也有學者發(fā)現(xiàn)LF在遞增負荷運動過程中先上升后下降或持續(xù)上升［15］，因此提出可能存在一個運動強度閾值，在這個閾值前后，交感神經(jīng)的活動狀態(tài)是不同的，在適宜的運動強度下，交感活動表現(xiàn)為逐漸增強，但運動強度過大時，交感活動轉而表現(xiàn)為下降，以防止機體出現(xiàn)過度消耗［16］。心血管系統(tǒng)是機體對疲勞較為敏感的機能系統(tǒng)［17］，雖然高原訓練可以引起心肌抗缺氧能力增強［18］，當負荷過大或負荷長期積累時，在神經(jīng)中樞的保護性抑制以及腎素－血管緊張素體液系統(tǒng)的共同調節(jié)下，心血管自主神經(jīng)活動性下降，交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)對心血管功能的調制程度同時降低，與此同時，其交互作用也失去平衡，心血管系統(tǒng)有疲勞趨勢，出現(xiàn)保護性抑制，而此時內分泌系統(tǒng)和造血系統(tǒng)由于反應延遲可能還未產(chǎn)生深度疲勞反映，這可能是HRV檢測顯示的疲勞信號早于血生化測試的原因，同時也說明HRV檢測有助于更早地偵測出疲勞趨勢。

下高原2天后進行了本次高原訓練的最后一次檢測，結果顯示，交感神經(jīng)功能及神經(jīng)緊張度指數(shù)均已降至上高原前水平，且迷走神經(jīng)占優(yōu)勢;有氧指數(shù)有增高的趨勢;同期血生化檢測顯示，紅細胞數(shù)顯著高于上高原前水平，血紅蛋白水平也已相應升高，表明初步收到了高原訓練的效果，該效應還將繼續(xù)持續(xù)一段時間;紅細胞壓積恢復正常水平，提示高原血液濃縮的代償現(xiàn)象已消失，下高原后血容量增加;睪酮和皮質醇水平正常，機體處于良好機能狀態(tài)。由于檢測時間是在下高原較短的時間內，理論上，從高原回到平原后還需要3～5天的適應期?？偟膩砜?，本次高原訓練較為合理，收到了較為理想的效果。

4 研究結論

4．1 女足運動員自主神經(jīng)(包括交感和迷走神經(jīng))活動度在上高原2天時顯著增強，表現(xiàn)為交感神經(jīng)優(yōu)勢，伴有神經(jīng)緊張度指數(shù)顯著增高;上高原2周左右后如果交感神經(jīng)活動度繼續(xù)保持高水平，提示運動負荷刺激較深;下高原2天時表現(xiàn)為迷走神經(jīng)優(yōu)勢。

4．2 以HRV為原理的自主神經(jīng)疲勞檢測是輔助診斷女足運動員高原訓練身體狀態(tài)的有效方法，與血生化指標相結合，可以全面監(jiān)控身體狀態(tài)，特別對于提示早期疲勞具有一定的應用價值。

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