崔小珠，王人衛(wèi)

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應(yīng)用心率變異性指標(biāo)評(píng)價(jià)優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員機(jī)能狀態(tài)研究進(jìn)展

崔小珠1，2，王人衛(wèi)1

心率變異性(Heart Rate Variability,HRV)分析是監(jiān)測(cè)個(gè)體訓(xùn)練適應(yīng)性的無創(chuàng)傷便捷方法。HRV數(shù)據(jù)反映的副交感神經(jīng)活性可以提示機(jī)體對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)的消極或積極適應(yīng)性信息。然而，該領(lǐng)域的研究對(duì)象多數(shù)是普通運(yùn)動(dòng)人群，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員較少，并且，HRV數(shù)據(jù)采集方法、指標(biāo)選擇及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)不統(tǒng)一。目前，可靠性較高的分析指標(biāo)R-R間期差值均方根的自然對(duì)數(shù)(Ln rMSSD)被應(yīng)用于評(píng)價(jià)優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力及疲勞反應(yīng)，且多日Ln rMSSD均值被用來解釋如何縱向理解個(gè)體HRV基本圖譜。

心率變異性； 優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員；耐力；可靠性

1 前言

心率變異性(Heart Rate Variability,HRV)信號(hào)包含了大量神經(jīng)體液因素對(duì)心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)信息。通過檢測(cè)安靜或運(yùn)動(dòng)后HRV指標(biāo)，分析運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中的心血管系統(tǒng)壓力和洞察運(yùn)動(dòng)后生理恢復(fù)過程，是目前監(jiān)控運(yùn)動(dòng)個(gè)體自主神經(jīng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性非常有潛力的方法[15]。因此，HRV指標(biāo)一段時(shí)間以來被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練周期安排、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷設(shè)計(jì)及恢復(fù)質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面。通常在評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員體能水平時(shí)，認(rèn)為出現(xiàn)過度訓(xùn)練或不適應(yīng)反應(yīng)與迷走神經(jīng)活性降低有關(guān)；而體能儲(chǔ)備良好或運(yùn)動(dòng)能力增加時(shí)，更多的與迷走神經(jīng)活性增加正相關(guān)[1,14]。根據(jù)近期報(bào)道，該觀點(diǎn)可能對(duì)于具有長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員并不完全適用，并且對(duì)普通健身者或中等水平運(yùn)動(dòng)員的研究結(jié)果也不完全一致。本研究的目的是從闡述數(shù)據(jù)采集方法及指標(biāo)選擇對(duì)HRV分析的影響入手，探討如何合理利用HRV指標(biāo)評(píng)價(jià)優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練狀態(tài)。

2 運(yùn)動(dòng)員HRV數(shù)據(jù)采集方法及分析指標(biāo)的可靠性

HRV指標(biāo)每天都發(fā)生不同程度的變化[2]。研究者可以選擇睡眠、安靜或者運(yùn)動(dòng)后的HRV指標(biāo)，但是各種狀態(tài)和分析方法都存在利弊。不同指標(biāo)對(duì)體能、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和運(yùn)動(dòng)能力的敏感性也不相同[11,13]。最近的研究顯示，環(huán)境因素和血液動(dòng)力學(xué)的急性改變都可能影響每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。有研究者為避免日間活動(dòng)影響，進(jìn)行夜間HRV數(shù)據(jù)采集。但這種測(cè)量的可靠性被認(rèn)為是中等程度[35,43]，因?yàn)橐归g聲音、光線或者心理壓力對(duì)心臟自主控制均有影響。Buchheit等人曾改用慢波睡眠階段分析HRV穩(wěn)定性和分離程度[8]。結(jié)果顯示，這種方法僅在普通運(yùn)動(dòng)員常規(guī)訓(xùn)練階段比較容易實(shí)施。因?yàn)楦咚竭\(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期夜間佩戴心率(HR)采集裝置可能會(huì)影響睡眠質(zhì)量，往往不被運(yùn)動(dòng)員在比賽前所接受，也導(dǎo)致優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員實(shí)際應(yīng)用的研究報(bào)道缺乏。

目前，HRV數(shù)據(jù)收集最常用的方法是清晨清醒平臥位狀態(tài)下5～10 min。盡管文獻(xiàn)中經(jīng)常有坐位和站立位的報(bào)道[44]。相比較而言，大部分運(yùn)動(dòng)員似乎更喜歡平臥位測(cè)量。有些甚至采用晨醒后舒適的坐姿，以防止運(yùn)動(dòng)員再次入睡。晨醒安靜測(cè)量可以克服夜間記錄的局限性，又具有標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(同一時(shí)間，安靜環(huán)境，無日間活動(dòng)影響)。盡管有些分析結(jié)果與夜間記錄相比，出現(xiàn)不一致甚至相反結(jié)論，但隨著HRV研究的進(jìn)一步深入和樣本量的增加，晨安靜HRV測(cè)量方法的敏感性會(huì)更加清晰和有效。HRV指標(biāo)的應(yīng)用都是建立在R-R間期測(cè)量的基礎(chǔ)上。對(duì)于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能的檢測(cè)采用5 min短程分析，更重視與運(yùn)動(dòng)疲勞相關(guān)的迷走神經(jīng)活性指標(biāo)。HR表收集R-R間期數(shù)據(jù)在優(yōu)秀職業(yè)運(yùn)動(dòng)員中較常使用，而不是醫(yī)院或?qū)嶒?yàn)室使用的心電儀器。一般方法是，運(yùn)動(dòng)員晨醒后，佩戴HR表，安靜臥床7～8 min后，結(jié)束測(cè)試。之后在相應(yīng)軟件中截取穩(wěn)定的5 min數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在頻域分析中均含有回歸分析法(AR)和傅里葉轉(zhuǎn)換法(FFT)的功能，可以自動(dòng)生成5 min總功率(TP)、高頻功率歸一化值(HFnu)等。

有研究者認(rèn)為，時(shí)域方法比頻域方法的錯(cuò)誤程度更低,例如,時(shí)域分析指標(biāo)RR間期差值均方根的自然對(duì)數(shù)(Ln rMSSD)和頻域分析HFnu都被用來反映迷走神經(jīng)活性，前者是連續(xù)相鄰正常心動(dòng)周期值的均方根對(duì)數(shù)，受其他因素的影響較少，其變異系數(shù)(CV)為12.3%，而后者CV高達(dá)52%[2]。因此，評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性應(yīng)該只選擇少數(shù)穩(wěn)定性高，甚至一種迷走神經(jīng)衍生的HRV分析指標(biāo)。長(zhǎng)期應(yīng)用HRV監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員體能狀態(tài)的Plews等人[42]選擇Ln rMSSD作為最實(shí)用的HRV參數(shù)，并給出多方面的理由：1)Ln rMSSD不會(huì)受到呼吸頻率的影響，該特點(diǎn)區(qū)別其他HRV頻譜指標(biāo)，也非常適合非臥位測(cè)量[37]，具有較好的操作性；2)Ln rMSSD可以捕捉短期階段內(nèi)的副交感活性水平，這對(duì)于運(yùn)動(dòng)員及時(shí)評(píng)價(jià)非常有價(jià)值[21]；3)Ln rMSSD在EXCEL中非常容易計(jì)算[4]。作者認(rèn)為，HRV的相關(guān)文獻(xiàn)中出現(xiàn)的許多模棱兩可的結(jié)果可能是因?yàn)镠RV數(shù)據(jù)靈敏度高，易受影響以及選擇的分析指標(biāo)不統(tǒng)一。因此，在本研究中所有描述的HRV指標(biāo)均為與迷走神經(jīng)相關(guān)的數(shù)據(jù)。所有記錄均是清醒平臥6min過程中截取的5min時(shí)段HRV數(shù)據(jù)。

3 優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員與普通運(yùn)動(dòng)人群的HRV表現(xiàn)差異

在普通運(yùn)動(dòng)人群中，耐力訓(xùn)練2周、6周或9周均顯示有氧能力和HRV的平行上升[32]。但如果運(yùn)動(dòng)負(fù)荷提高到100%個(gè)人最大負(fù)荷，HRV可能會(huì)降低。例如，Buchheit等人[11]報(bào)道最大有氧速度跑和10 km跑成績(jī)的提高與安靜時(shí)HRV增加有中等相關(guān)或高度相關(guān)。但這種結(jié)果僅限于普通訓(xùn)練人群經(jīng)過一段時(shí)間的耐力運(yùn)動(dòng)后，而優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)則非常不同。與一般水平訓(xùn)練者相比，具有高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在中等和大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后，HRV分別顯示增加和降低，并且對(duì)訓(xùn)練的反應(yīng)個(gè)體差異較大[11,27,32]，例如HRV增加時(shí)，最大攝氧量水平并沒有增加；而有些運(yùn)動(dòng)員體能下降、運(yùn)動(dòng)能力減弱時(shí)，HRV反而高于基礎(chǔ)水平[27]。

對(duì)特定的階段，例如賽前調(diào)整期(逐步減少整體運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，包含少量高強(qiáng)度內(nèi)容)，以下幾篇報(bào)道認(rèn)為該階段HRV多會(huì)出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。對(duì)中等運(yùn)動(dòng)水平游泳和長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行3周超負(fù)荷訓(xùn)練，HRV水平較基線分別降低22%[17]和38%[38]。隨后2周進(jìn)入調(diào)整期，游泳運(yùn)動(dòng)員減少運(yùn)動(dòng)負(fù)荷至之前的69%，HRV恢復(fù)并超過基線水平7%；而長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員減少訓(xùn)練負(fù)荷至之前40%的1周后，HRV恢復(fù)至基線水平。但是有些優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員從超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)階段進(jìn)入賽前調(diào)整期，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下降，運(yùn)動(dòng)能力呈上升趨勢(shì)，但HRV仍低于基線水平。

綜上所述，應(yīng)用HRV評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員可能與普通訓(xùn)練者或中等水平運(yùn)動(dòng)員有較大的差異，在分析方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上應(yīng)有所區(qū)分。

4 HRV與過度訓(xùn)練反應(yīng)

HRV指標(biāo)變化反映自主神經(jīng)系統(tǒng)平衡的功能，常常被教練員和職業(yè)運(yùn)動(dòng)員用于超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)階段，監(jiān)控疲勞程度，期望獲得賽前的超量恢復(fù)，同時(shí)預(yù)防過度訓(xùn)練的發(fā)生。我們所理解的超負(fù)荷訓(xùn)練階段的輕度疲勞癥狀(overreaching,OR)，是指經(jīng)歷一段時(shí)間強(qiáng)化訓(xùn)練后，導(dǎo)致短期再生能力或者恢復(fù)能力不平衡導(dǎo)致疲勞感增加、運(yùn)動(dòng)能力下降等消極表現(xiàn)[33]。OR在優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練周期中是非常重要的內(nèi)容，但長(zhǎng)時(shí)間的OR會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入非機(jī)能性疲勞(non-functional overreaching，NFOR )。NFOR階段被認(rèn)為運(yùn)動(dòng)能力在幾周或者幾個(gè)月時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)，更為嚴(yán)重的將產(chǎn)生過度訓(xùn)練(overtraining,OT)，癥狀包括自主神經(jīng)調(diào)節(jié)失衡，甚至對(duì)心血管調(diào)控的功能紊亂[19,46],表現(xiàn)為胸前區(qū)疼痛、呼吸頻率變化、低血壓等，部分運(yùn)動(dòng)員還出現(xiàn)睡眠障礙、尿頻等癥狀。

迄今為止，NFOR和OT階段關(guān)于HRV變化的研究結(jié)果非常不一致。早在2000年，Uusitalo等人報(bào)道，運(yùn)動(dòng)員分別經(jīng)歷6周和9周的大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后，出現(xiàn)OT癥狀時(shí)，HRV指標(biāo)表現(xiàn)為降低[46]。在隨后幾年的研究文獻(xiàn)中，Mourot也認(rèn)為過度訓(xùn)練時(shí)交感神經(jīng)占優(yōu)勢(shì)，運(yùn)動(dòng)員安靜HRV可能會(huì)發(fā)生TP、低頻功率(LFnu)、HFnu、rMSSD以及均值標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)等的明顯降低[16,24]。但是Hedelin等人提出不同看法[24]，該作者對(duì)越野滑雪運(yùn)動(dòng)員的研究報(bào)道顯示，大負(fù)荷訓(xùn)練后導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練呼吸困難，睡眠障礙等外周及中樞疲勞癥狀，比賽能力下降，而安靜狀態(tài)的HRV頻域分析HF和TP值均出現(xiàn)增高。HF的上升伴隨著晨脈降低，提示運(yùn)動(dòng)員過度訓(xùn)練中的副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)增強(qiáng)。另外，Hedelin在研究?jī)?yōu)秀皮劃艇運(yùn)動(dòng)員時(shí)發(fā)現(xiàn)，超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后，大部分運(yùn)動(dòng)員攝氧量降低，疲勞指數(shù)增加，但HRV并沒有變化[23]。Halson的研究支持了Hedelin對(duì)皮劃艇運(yùn)動(dòng)員的觀點(diǎn)，認(rèn)為有些運(yùn)動(dòng)員即使出現(xiàn)OT的生理學(xué)癥狀,但HRV并沒有發(fā)生變化，甚至沒有影響實(shí)際運(yùn)動(dòng)能力[20]。

鑒于以上不同結(jié)果，Plews提出，循環(huán)分析每周7天HRV指標(biāo)變化似乎比單日數(shù)據(jù)更合理。因?yàn)檫B續(xù)多周的HRV數(shù)據(jù)采集，可以更加準(zhǔn)確判斷運(yùn)動(dòng)員是否處于NFOR；如果周平均HRV低于基線水平，則提示NFOR的存在。相比較而言，單日數(shù)據(jù)可能會(huì)發(fā)生誤導(dǎo)(例如，運(yùn)動(dòng)員比賽階段發(fā)生HRV降低，并不一定產(chǎn)生NFOR)。并且有些項(xiàng)目，如10km跑的數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)動(dòng)能力與周HRV變化有高度相關(guān)，而與單日數(shù)據(jù)無相關(guān)性[41]。這提示連續(xù)多日的晨安靜HRV數(shù)據(jù)提供了比單日HRV數(shù)據(jù)更穩(wěn)定更連續(xù)的自主神經(jīng)平衡狀態(tài)。同樣，Stanley[45]最近研究表明，當(dāng)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員適應(yīng)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)，晨安靜HRV數(shù)據(jù)波動(dòng)幅度較小，周曲線相對(duì)平坦。

產(chǎn)生以上現(xiàn)象的另一原因是，在使用HRV評(píng)價(jià)自主神經(jīng)系統(tǒng)狀態(tài)的研究中通常會(huì)誤認(rèn)為，HRV迷走相關(guān)指標(biāo)與迷走神經(jīng)對(duì)HR的影響之間的關(guān)系是線性的。而目前在對(duì)優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員HRV的研究中，兩者的關(guān)系呈“倒U型”關(guān)系，而不是通常認(rèn)為的線性關(guān)系[32,39]，且與當(dāng)時(shí)的體能貯備或者體能狀態(tài)高度相關(guān)[11,12]。優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練計(jì)劃包含大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和相對(duì)有限的恢復(fù)時(shí)間。這往往把運(yùn)動(dòng)員推向OR和NFOR之間，來獲得最大可能的超量恢復(fù)和比賽時(shí)高體能儲(chǔ)備。但是，關(guān)于優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員研究報(bào)道數(shù)據(jù)非常少，多數(shù)是休閑運(yùn)動(dòng)或者業(yè)余運(yùn)動(dòng)員。由于訓(xùn)練背景不同，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員對(duì)訓(xùn)練壓力和之后的恢復(fù)反應(yīng)會(huì)有所不同[5]。有研究者認(rèn)為，盡管在疲勞診斷的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上有分歧，HRV的增加或降低仍然是機(jī)體對(duì)耐力訓(xùn)練的積極適應(yīng)性[3,13]或消極適應(yīng)性的體現(xiàn)[26]。下面通過描述奧運(yùn)級(jí)別運(yùn)動(dòng)員的HRV案例，擬分析優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員對(duì)訓(xùn)練適應(yīng)性的不同HRV表現(xiàn)。

5 優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員在不同階段的HRV表現(xiàn)

5.1 優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員迷走神經(jīng)張力與HRV表現(xiàn)的理論基礎(chǔ)

Goldgerger提出HRV的迷走相關(guān)指標(biāo)與迷走神經(jīng)對(duì)HR的影響之間的關(guān)系可能是平方關(guān)系[18](圖1),或者說是“倒U型”關(guān)系。圖中高頻率功率自然對(duì)數(shù)(ln HF)反映迷走神經(jīng)張力，在較高HR(迷走神經(jīng)低活性)和較低HR(迷走神經(jīng)高活性)時(shí)，HRV數(shù)值都是可能降低的。換言之，在優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員可能會(huì)出現(xiàn)的低安靜HR和上升的HRV曲線，也可能出現(xiàn)低HR和低HRV值[30]。對(duì)于后者現(xiàn)象的理論解釋，低HR的HRV降低是因?yàn)槊宰呱窠?jīng)相關(guān)HRV指標(biāo)在秒級(jí)周期中，反映副交感神經(jīng)對(duì)抗交感神經(jīng)緊張優(yōu)勢(shì)的調(diào)整強(qiáng)度[25]。這種潛在的機(jī)制是在心肌細(xì)胞水平的乙酰膽堿受體飽和，更強(qiáng)的迷走神經(jīng)張力可能會(huì)提高維持副交感神經(jīng)對(duì)竇房結(jié)的控制能力，以此來緩解呼吸性心律調(diào)節(jié)和降低的HRV[31]。如果是應(yīng)用HRV評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練狀態(tài)，該特點(diǎn)必須引起重視。運(yùn)動(dòng)員在調(diào)整期可能會(huì)出現(xiàn)低安靜、HR低HRV的“飽和現(xiàn)象”[8]，即指當(dāng)?shù)虷RV時(shí)，部分反映迷走神經(jīng)活性的指標(biāo)會(huì)顯示為0%；而HRV較高時(shí)，指標(biāo)顯示為100%。就是說，在某些運(yùn)動(dòng)階段，HRV降低，并不一定提示自主神經(jīng)壓力或者NFOR[6,7]，還應(yīng)該根據(jù)安靜HR變化來評(píng)價(jià)HRV降低是否是“飽和現(xiàn)象”的結(jié)果。

圖1 不同年齡R-R間期與HRVLn HF的回歸分析示意圖[18]

5.2 Ln rMSSD /R-R比值的應(yīng)用

為了減少各種因素，包括“飽和現(xiàn)象”，對(duì)HRV指標(biāo)在評(píng)價(jià)迷走神經(jīng)活性過程中的影響，Plews的近期研究中，嘗試使用Ln rMSSD /R-R比值反映迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)功能。作者認(rèn)為該比值可以通過Ln rMSSD變化反映迷走神經(jīng)張力，同時(shí)，R-R間期也間接反映迷走神經(jīng)調(diào)整心臟功能兩方面的變化[9,40]。文中比較分析2名運(yùn)動(dòng)員在同一國(guó)際比賽前調(diào)整期HRV數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)優(yōu)異的A運(yùn)動(dòng)員Ln rMSSD 降低，而Ln rMSSD /R-R下降到基線水平以下，該作者認(rèn)為可能是低HRV低HR的“飽和現(xiàn)象”，提示賽前并無真正的疲勞發(fā)生。然而，表現(xiàn)較差的運(yùn)動(dòng)員B同樣出現(xiàn)Ln rMSSD 的降低，與運(yùn)動(dòng)員A不同的是Ln rMSSD /R-R比值的增加，該現(xiàn)象可判斷為迷走神經(jīng)張力和調(diào)整功能減弱，其原因是運(yùn)動(dòng)員B對(duì)之前超運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的不適應(yīng)和交感神經(jīng)活性過高。另外一項(xiàng)應(yīng)用該比值評(píng)價(jià)體能狀態(tài)的報(bào)道中，研究對(duì)象為4名獲得奧運(yùn)獎(jiǎng)牌的女子鐵人三項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員，目的是比較有效訓(xùn)練階段和NFOR階段Ln rMSSD及R-R比值的差異。其中一名運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)NFOR癥狀，但Ln rMSSD/R-R比值曲線被同樣被認(rèn)為是屬于HRV“飽和狀態(tài)”，運(yùn)動(dòng)能力維持在較高水平。該作者認(rèn)為，HRV的是運(yùn)動(dòng)員“個(gè)體化”信息，或者說是自身特殊的心臟自主狀態(tài)和敏感HRV指標(biāo)之間關(guān)系[18]。4名運(yùn)動(dòng)員賽前9周安靜Ln rMSSD/R-R比值曲線并不相似，但比賽中均表現(xiàn)出較好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，取得獎(jiǎng)牌。

在普通和業(yè)余人群HRV的降低往往與疲勞或者NFOR有關(guān)[9]。但是，獨(dú)立單日的HRV數(shù)據(jù)應(yīng)該被慎重考慮[40,41]。使用周平均Ln rMSSD和Ln rMSSD/R-R比值可能會(huì)更準(zhǔn)確的解釋各種疲勞癥狀。

5.3 優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員賽前HRV變化及與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系

有研究認(rèn)為，HRV的反彈與運(yùn)動(dòng)能力提高有關(guān)[26]。但隨著對(duì)高水平運(yùn)動(dòng)員研究的增加，及目前體能狀態(tài)與HRV的非線性相關(guān)關(guān)系的顯現(xiàn)，意味著這種觀點(diǎn)受到質(zhì)疑。以下實(shí)例研究闡述了賽前階段優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員HRV與運(yùn)動(dòng)能力的復(fù)雜關(guān)系。

3名參加世界錦標(biāo)賽和奧運(yùn)會(huì)的賽艇運(yùn)動(dòng)員，賽前準(zhǔn)備期高強(qiáng)度訓(xùn)練每周18 h和17 h左右。在比賽前1～2周進(jìn)入調(diào)整期，此階段HRV曲線較基礎(chǔ)值升高或者維持在基線范圍內(nèi)[42]。該作者認(rèn)為大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷后，賽前調(diào)整階段HRV增加，提示運(yùn)動(dòng)員執(zhí)行合理運(yùn)動(dòng)負(fù)荷后產(chǎn)生積極的適應(yīng)性反應(yīng)，也可能與良好的運(yùn)動(dòng)能力有關(guān)。相反，Iellamo等人報(bào)道的優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員在調(diào)整期，少量高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后，晨安靜HRV有小幅度不明顯的降低，但比賽中運(yùn)動(dòng)員仍然維持較高的運(yùn)動(dòng)水平[27]。這些世界級(jí)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)非常清楚的說明，較低的HRV并不一定提示體能和運(yùn)動(dòng)能力受到影響[22]。有學(xué)者對(duì)HRV降低的原因作出如下分析；賽前調(diào)整是典型的低負(fù)荷和少量高強(qiáng)度訓(xùn)練內(nèi)容。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的降低導(dǎo)致血容量減少，相應(yīng)地HRV降低[10]。并且盡管是少量高強(qiáng)度訓(xùn)練刺激，在理論上仍然可能維持交感神經(jīng)活性優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)為HRV迷走神經(jīng)相關(guān)指標(biāo)數(shù)值降低[29]。另外一種解釋HRV降低，可能是賽前壓力導(dǎo)致的交感神經(jīng)活性增加；賽前焦慮影響自主神經(jīng)平衡已在多項(xiàng)研究中被報(bào)道[28]。因此，調(diào)整期較低的HRV并不是一定提示疲勞的發(fā)生，應(yīng)結(jié)合訓(xùn)練狀態(tài)和其他評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。

HRV監(jiān)控近期也被應(yīng)用于“運(yùn)動(dòng)能力預(yù)測(cè)”。Parouty認(rèn)為，副交感神經(jīng)活性與強(qiáng)度訓(xùn)練負(fù)荷有關(guān)，上升的HRV水平可能緩解運(yùn)動(dòng)過程中的心動(dòng)過速，但也可能限制氧的運(yùn)輸和運(yùn)動(dòng)能力[36]。另外，交感神經(jīng)活性增加促進(jìn)外周適應(yīng)性，例如動(dòng)員能力。因此，假設(shè)在賽前調(diào)整階段副交感活性降低或交感活性增加，那么興奮性增加是合理的，但很難確定是否有充分的體能儲(chǔ)備。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，賽前調(diào)整期整體負(fù)荷的減少，使運(yùn)動(dòng)員從輕微疲勞狀態(tài)進(jìn)入超量恢復(fù)階段，使中長(zhǎng)距離項(xiàng)目獲得更充分的體能儲(chǔ)備，HRV指標(biāo)表現(xiàn)是略高于基礎(chǔ)值的水平。本研究認(rèn)為，賽前HRV變化取決于賽前準(zhǔn)備期及調(diào)整期的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷及強(qiáng)度，并且與隨后進(jìn)行的比賽項(xiàng)目類型有關(guān)；中等距離的耐力運(yùn)動(dòng)需要較快的動(dòng)員能力，而類似馬拉松、公路自行車等項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)與體能儲(chǔ)備更直接相關(guān)。因此，更多研究需要建立在“為什么優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在賽前HRV是以該種方式變化，怎樣的變化可以預(yù)測(cè)最佳的運(yùn)動(dòng)能力”等等方面。

6 結(jié)論

安靜狀態(tài)下，HRV迷走神經(jīng)相關(guān)指標(biāo)在耐力運(yùn)動(dòng)中是非常有潛力的監(jiān)控工具。HRV蘊(yùn)含的是“個(gè)體化”信息，并且與運(yùn)動(dòng)員自身體能水平和運(yùn)動(dòng)背景直接相關(guān)。盡管許多賽前調(diào)整期報(bào)道的數(shù)據(jù)顯示，優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員可能與部分中等訓(xùn)練水平的運(yùn)動(dòng)員HRV變化相似，但重視不同背景運(yùn)動(dòng)員的適應(yīng)性反應(yīng)差異是非常重要的。因此，合理應(yīng)用HRV指標(biāo)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能，需要進(jìn)行階段性的縱向采集，如包括每周或多日滾動(dòng)的平均值分析，比較個(gè)體基線水平來顯示疲勞或體能狀態(tài)的改變[10]。另外，在HRV數(shù)據(jù)采集方法和指標(biāo)選擇上，晨安靜狀態(tài)下HRV指標(biāo)分析似乎更合理，Ln rMSSD及Ln rMSSD/ R-R比值可能是相對(duì)可靠和實(shí)用的長(zhǎng)期監(jiān)控方法。優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員賽前周或多日HRV均值在基線水平或增加可能提示機(jī)體對(duì)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷積極適應(yīng)的信號(hào)；但對(duì)于某些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如果大賽前HRV均值降低，并不代表一定與運(yùn)動(dòng)疲勞有關(guān)。更清晰地理解HRV與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系需要進(jìn)一步研究。

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Heart Rate Variability and the Assessment of Elite Endurance Athlete

CUI Xiao-zhu1，2,WANG Ren-wei1

Measures of heart rate variability (HRV) are often considered a convenient non-invasive assessment tool for monitoring fatigue and fitness,which was direct implication for adjusting individual adaptation to training.However,much of the research in changes of HRV has involved recreational and amateur athletes,with few studies conducted in elite athletes.Additionally,it is important to be focus on the inaccuracy of the acquisition of HRV data and the selection of index.The natural logarithm of the square root of the mean sum of the squared differences between R-R intervals (Ln rMSSD ) was preferred to assess the performance and the fatigue in elite athletes,which showing how these indices can be practically applied to explain the basic figures of the individual one.

heartratevariability；eliteathlete；endurance；reliability

2015-04-21；

2015-12-08

上海市人類運(yùn)動(dòng)能力開發(fā)與保障重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目 (11DZ2261100)；上海市科研計(jì)劃資助項(xiàng)目 (14231202100)。

崔小珠(1971-)，女，浙江寧波人，助理研究員，在讀博士研究生，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境與運(yùn)動(dòng)生理學(xué)，Tel：(021)64880712,E-mail:cxzh1105@163.com。

1.上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海 200438；2.上海體育科學(xué)研究所，上海 200030 1.Shanghai University of Sport,Shanghai 200438,China；2.Shanghai Research Institute of Sports Science,Shanghai 200030,China.

1000-677X(2015)12-0075-05

10.16469/j.css.201512010

G804.49

A