孫 朋，季 瀏，李世昌，陳祥和，王 靜，陳培友

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有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)青少年自主神經(jīng)功能的急性影響

孫 朋1,2，季 瀏1,2，李世昌1,2，陳祥和2，王 靜3，陳培友4

有氧運(yùn)動(dòng)；自主神經(jīng)功能；心率變異性；青少年

引言

自主神經(jīng)系統(tǒng)(ANS)平衡功能在調(diào)節(jié)正常的心電生理過(guò)程中發(fā)揮重要的作用[8]，其與心血管疾病(CVD)的發(fā)病率和死亡率關(guān)系密切，是預(yù)測(cè)急、慢性CVD的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素[49]。研究認(rèn)為，長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)能夠改善ANS平衡功能[46]。目前，有關(guān)急性運(yùn)動(dòng)后ANS平衡功能恢復(fù)水平的研究較少[20]。研究[18]認(rèn)為，急性運(yùn)動(dòng)后交感神經(jīng)系統(tǒng)(SNS)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)(PSNS)活性的變化也與CVD的發(fā)病率和死亡率高度相關(guān)。ANS能夠通過(guò)SNS和PSNS活性的更變，保持人體的動(dòng)態(tài)平衡。在運(yùn)動(dòng)期間，SNS活性增加和PSNS活性的退讓是引起心率(HR)升高和血管收縮的必要機(jī)制。相反，在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期，PSNS活性的增強(qiáng)和SNS活性的退讓可以使心率恢復(fù)(HRR)和血管舒張[3]。心率變異性(HRV)[6]和動(dòng)脈壓力感受器敏感性(BRS)[45]被認(rèn)為是反映ANS功能和定量評(píng)價(jià)SNS和PSNS張力及其平衡的無(wú)創(chuàng)、有效指標(biāo)。HRV通過(guò)分析連續(xù)正常R-R間期變化的變異性來(lái)反映HR變化的程度和規(guī)律，它產(chǎn)生于ANS對(duì)竇房結(jié)的調(diào)制[12]。BRS是動(dòng)脈壓力感受器通過(guò)感知系統(tǒng)動(dòng)脈血壓(BP)的變化而反射性引起心臟R-R間期(RRI)的變化，從而調(diào)節(jié)HR。當(dāng)運(yùn)動(dòng)引起系統(tǒng)BP升高時(shí)，通過(guò)動(dòng)脈壓力感受反射性引起PSNS活性的增強(qiáng)和SNS活性的退讓?zhuān)种艸R的快速增加并舒張血管，減緩運(yùn)動(dòng)引起系統(tǒng)BP的升高[47]。

研究發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)狀態(tài)人體ANS平衡功能水平可能存在性別差異[35]。也有研究[31]發(fā)現(xiàn)，最大有氧運(yùn)動(dòng)停止后5 min內(nèi)HRV在性別間存在差異。但是，中等強(qiáng)度急性有氧運(yùn)動(dòng)后，ANS功能恢復(fù)水平以及恢復(fù)時(shí)間在青少年中是否也存在性別間的差異尚不清楚。此外，急性有氧運(yùn)動(dòng)后引發(fā)ANS平衡功能變化的具體機(jī)制也不完全清楚。因此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)分析中等強(qiáng)度急性有氧運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min男、女青少年HR、HRV、BRS、呼吸頻率(BF)的變化，研究有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)ANS平衡功能的急性影響，并試圖探討引起性別間ANS平衡功能恢復(fù)水平差異的可能機(jī)制。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究通過(guò)招募，篩選60名(男30名，女30名)中等身體活動(dòng)水平的青少年(20～25歲)受試者自愿參加本次研究。身體活動(dòng)水平通過(guò)脂質(zhì)研究臨床問(wèn)卷(Lipid Research Clinics Questionnaire)進(jìn)行評(píng)價(jià)[2]。所有受試者均為健康狀態(tài)：無(wú)吸煙史、無(wú)高血壓(收縮壓<140 mmHg，舒張壓<90 mmHg)，無(wú)任何心血管以及代謝性疾病。

1.2 方法

本研究包括2次測(cè)試，每次測(cè)試均要求受試者在測(cè)試前一周內(nèi)不能服用任何可能影響心血管功能的藥物(如泰諾、阿司匹林、布洛芬等)；24 h內(nèi)不能進(jìn)行中、高強(qiáng)度的體育運(yùn)動(dòng)；12 h內(nèi)不能飲酒以及食用各種維生素制劑；4 h內(nèi)，不能飲用含有咖啡因、茶等刺激性的飲料；3小時(shí)內(nèi)不能食用任何食物。由于人體血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)在上午不穩(wěn)定。為了排除時(shí)間上可能產(chǎn)生的影響，第2次測(cè)試全部安排在每天下午14:30～18：00進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程在室溫恒定(20℃)的室內(nèi)下進(jìn)行。

第1次測(cè)試結(jié)束后48 h～2 wk，受試者進(jìn)行第2次測(cè)試。第2次測(cè)試主要測(cè)量受試者在運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)后30 min[37]和60 min[40]仰臥狀態(tài)的HR、HRV、BRS、BF等系列指標(biāo)。

1.2.1 基本指標(biāo)的測(cè)量

受試者身著輕便服裝赤腳測(cè)量身高和體重(身高精確到0.1 cm，體重精確到0.1 kg)，身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)=體重/身高2。受試者仰臥在測(cè)試床上，使用彩色多普勒超聲波(ProSound SSD-α10; Aloka,Japan)選擇7.5MH線(xiàn)陣雙功探頭在B模式下對(duì)受試者右側(cè)頸總動(dòng)脈分叉處近端后壁1～2 cm處頸動(dòng)脈內(nèi)膜-中層厚度(IMT)進(jìn)行測(cè)量，取3次心舒張期頸動(dòng)脈IMT的平均值作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.2.2 HRV的測(cè)量

受試者仰臥測(cè)試床在左、右鎖骨下和左腹下部，分別黏貼一個(gè)電極片，同時(shí)，連接心電圖來(lái)標(biāo)記心動(dòng)周期，兩個(gè)R波峰定義為一個(gè)心動(dòng)周期。用多導(dǎo)電生理記錄儀(MP100,BIOPAC Systems Inc.,CA,USA)進(jìn)行5 min逐級(jí)心跳(beat-to-beat)實(shí)時(shí)監(jiān)控[33]，記錄數(shù)據(jù)并保存以備離線(xiàn)分析，分析前首先檢查QRS復(fù)合波是否紊亂。HRV的線(xiàn)性分析主要包括頻域指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)。在進(jìn)行頻域指標(biāo)的分析時(shí)，運(yùn)用WinCPRS軟件(Turku,Finland)的回歸模型，利用傅里葉變換(Fourier transform)把逐級(jí)心跳波動(dòng)轉(zhuǎn)換成頻域指標(biāo)：總頻率(TP)、高頻(HF,0.15～0.4 Hz)、低頻(LF，0.04～0.15 Hz)和低頻/高頻比率(LF/HF)。時(shí)域指標(biāo)主要包括RRI和相鄰正常心跳間期差值平方和的均方根(RMSSD)。LF和HF同時(shí)被轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)單位：nLF=LF/TP-VLF100；nHF=HF/TP-VLF100。所有數(shù)據(jù)的采集和分析符合歐洲心臟病學(xué)會(huì)(ESC)和北美心臟起搏和電生理學(xué)會(huì)(NASPE)的操作要求[19]。由于TP、HF、LF和RMSSD的呈現(xiàn)負(fù)偏態(tài)分布，因此，以上指標(biāo)同時(shí)轉(zhuǎn)化成自然對(duì)數(shù)進(jìn)行分析。

1.2.3 BRS的測(cè)量

受試者仰臥在測(cè)試床上，用手指體積描記技術(shù)(Finometer,FMS,Amsterdam,the Netherlands)通過(guò)監(jiān)控受試者左手中指體積變化，反映受試者的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化，并連續(xù)記錄5 min的測(cè)試數(shù)據(jù)。同時(shí)，將袖帶縛在受試者左臂肱動(dòng)脈處，用以計(jì)算并矯正受試者BP。通過(guò)受試者自身瞬間的心搏間期(IBI)和收縮壓(SBP)的變化，評(píng)價(jià)自發(fā)的心迷走壓力反射的敏感性[23]。通過(guò)受試者胸部的上、下起伏記錄受試者的自主BF。任何3個(gè)或超過(guò)3個(gè)，并且IBI和SBP發(fā)生同向變化(up或down)的連續(xù)心跳被記錄，并用以分析。對(duì)每段連續(xù)變化回歸線(xiàn)的斜率用WinCPRS軟件進(jìn)行分析，取平均斜率作為BRS的指標(biāo)[50]。BRSup-up和BRSdn-dn將被用作分析自發(fā)性的BRS的指標(biāo)，并且只選取相關(guān)系≥0.8的指標(biāo)進(jìn)行分析[22]。

1.3 運(yùn)動(dòng)方案

在室溫恒定(20℃)的室內(nèi)進(jìn)行急性跑臺(tái)有氧運(yùn)動(dòng)，5 min低強(qiáng)度的熱身后，受試者進(jìn)行45 min70%心率儲(chǔ)備的有氧運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)心率=(最大心率-安靜心率)70%+安靜心率。受試者佩戴心率監(jiān)控儀(Polar Electro,Woodbury,NY)實(shí)時(shí)監(jiān)控HR的變化。當(dāng)受試者實(shí)時(shí)HR達(dá)到目標(biāo)心率-5時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。45 min的有氧運(yùn)動(dòng)維持在目標(biāo)心率±5的范圍。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后受試者休息15 min，然后仰臥在測(cè)試床上，準(zhǔn)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min相關(guān)指標(biāo)的測(cè)試。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果

2.1 受試者基礎(chǔ)指標(biāo)的比較

表1 本研究受試者基礎(chǔ)狀態(tài)指標(biāo)比較一覽表Table 1 Participants Characteristics at Rest

注：*P<0.05，與男性比較。

2.2 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)HRV的急性影響

分析HRV的頻域指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于運(yùn)動(dòng)前水平，兩個(gè)性別間在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min的LnHF和LnLF/HF存在顯著的性別和時(shí)間交互影響的差異(P<0.05，表2)。進(jìn)一步分析LnHF的變化值(ΔLnHF)發(fā)現(xiàn)，男性的ΔLnHF在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min均與運(yùn)動(dòng)前水平存在顯著性差異(P<0.05)；女性的ΔLnHF在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min的水平與運(yùn)動(dòng)前相比不存在顯著差異(圖1a)。分析LnLF/HF的變化值(ΔLnLF/HF)發(fā)現(xiàn)，男性的ΔLnLF/HF在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min逐漸降低，但是均與運(yùn)動(dòng)前水平存在顯著性差異(P<0.05)；女性的ΔLnLF/HF在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min的水平與運(yùn)動(dòng)前不存在顯著的差異(圖1b)。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，nHF和nLF存在時(shí)間影響上的顯著性差異(P<0.05)，但是不存在性別和時(shí)間交互影響的差異(表2)。

分析HRV的時(shí)域指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于運(yùn)動(dòng)前水平，兩個(gè)性別間的青少年在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min的LnRRI、HR和LnRMSSD存在顯著的性別和時(shí)間交互影響的差異(P<0.05，表3)。進(jìn)一步分析HR的變化值(ΔHR)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于運(yùn)動(dòng)前水平，在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min兩個(gè)性別青少年的HR雖然表現(xiàn)為逐漸恢復(fù)的趨勢(shì)，相比較運(yùn)動(dòng)前水平，均存在顯著性差異(P<0.05，圖2c)。分析LnRMSSD的變化值(ΔLnRMSSD)發(fā)現(xiàn)，男性的ΔLnRMSSD在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min雖然逐漸減少，但是均與運(yùn)動(dòng)前水平存在顯著性差異(P<0.05)，女性的ΔLnRMSSD在運(yùn)動(dòng)后30 min顯著低于運(yùn)動(dòng)前水平(P<0.05)，而在運(yùn)動(dòng)后60 min已達(dá)到運(yùn)動(dòng)前水平(圖1d)。研究結(jié)果顯示，ApEn 、SampEn 、pNN50和BF存在時(shí)間上的顯著性差異(P<0.05)，但是不存在性別和時(shí)間交互影響的差異(表3)。

表2 本研究運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后受試者心率變異性(HRV)頻域指標(biāo)參數(shù)變化一覽表Table 2 Frequency Domain Measures of Heart Rate Variability at Baseline and Recovery Following Exercise in Male and Female

注：*P<0.05，2×3 ANOVA重復(fù)測(cè)量方差分析，性別與時(shí)間交互影響；ΔP<0.05，時(shí)間影響；#P<0.05，性別影響。下同。

表3 本研究運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后受試者心率變異性(HRV)時(shí)域指標(biāo)參數(shù)變化一覽表Table 3 Time Domain Measures of Heart Rate Variability at Baseline and Recovery Following Exercise in Male and Female

2.3 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)BRS的急性影響

相對(duì)于運(yùn)動(dòng)前水平，兩個(gè)性別間的青少年在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min的BRS(up-up)存在顯著的性別和時(shí)間交互影響的差異(P<0.05),而B(niǎo)RS(dn-dn)不存在交互影響的顯著性差異(圖2)。進(jìn)一步分析BRS(up-up)的變化值(ΔBRS(up-up))發(fā)現(xiàn)，男性的ΔBRS(up-up)在運(yùn)動(dòng)后30 min低于運(yùn)動(dòng)前水平(P<0.05),但是,在運(yùn)動(dòng)后60 min與運(yùn)動(dòng)前沒(méi)有顯著性差異。女性的ΔBRS(up-up)在運(yùn)動(dòng)后30 min和60 min均不存在顯著性差異(圖1e)。

圖2 本研究受試者LnHF、Ln LF/HF、HR、LnRMSSD、BRS(up-up)變化值示意圖Figure 2. Change Value From Baseline for LnHF,Ln LF/HF,HR,LnRMSSD,BRS(up-up)注：* P<0.05，與運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)狀態(tài)比較。

圖3 本研究Ln HF與Ln LF/HF，LnHF與Ln RMSSD，LnHF與BRS up-up，O2peak與HR相關(guān)性示意圖(置信區(qū)間=95%)Figure 3. Association between Ln HF and Ln LF/HF,LnHF and Ln RMSSD,LnHF and BRS up-up,O2peak and HR(CI=95%)

2.4 相關(guān)性分析

3 討論

急性有氧運(yùn)動(dòng)應(yīng)激性引起SNS活性的增強(qiáng)和SPNS活性的降低，使HR增加和血管收縮[15]，增加系統(tǒng)的血流量，為骨骼肌的收縮提供更多的養(yǎng)分。在急性運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期，ANS的動(dòng)態(tài)平衡的變化主要是通過(guò)改變中樞神經(jīng)活性而引起[48]，表現(xiàn)為PSNS主導(dǎo)的增強(qiáng)和SNS活性的降低，并趨向于運(yùn)動(dòng)前的基礎(chǔ)水平[47]。

3.1 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)HRV的急性影響

HRV是反映神經(jīng)體液因素對(duì)竇房結(jié)的調(diào)節(jié)作用，是評(píng)價(jià)ANS活性和定量評(píng)估心臟SNS與迷走神經(jīng)張力及其平衡性的公認(rèn)指標(biāo)[6]。ANS活動(dòng)的量化可以通過(guò)HR變化的程度表現(xiàn)出來(lái)，即通過(guò)測(cè)量連續(xù)正常RRI的變異性來(lái)反映HR變化程度、規(guī)律，從而用以判斷其對(duì)心血管活動(dòng)的影響。Guiraud等[16]的研究認(rèn)為，急性有氧運(yùn)動(dòng)能夠顯著降低HRV的HF部分。Gladwell等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，急性有氧運(yùn)動(dòng)后主要表現(xiàn)為迷走神經(jīng)的恢復(fù)，但是迷走神經(jīng)的恢復(fù)僅僅持續(xù)在運(yùn)動(dòng)停止后15 min。15 min后，迷走神經(jīng)的活動(dòng)基本能夠恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。但是Stuckey等[47]的研究則發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)停止后60 min仍然能檢測(cè)到受試者的HF低于運(yùn)動(dòng)前水平，LF/HF也顯著高于運(yùn)動(dòng)前水平。這表明，運(yùn)動(dòng)引起的SNS活性的升高和PSNS活性的降低，在運(yùn)動(dòng)后60 min仍然沒(méi)有恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。而Liu等[26]的研究則發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，男性的LF/HF顯著降低，女性的LF/HF卻沒(méi)有明顯的變化。目前，有關(guān)運(yùn)動(dòng)后ANS恢復(fù)水平的研究尚存在一定的爭(zhēng)議。

本研究通過(guò)分析HRV的頻域和時(shí)域指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，反映PSNS活性的頻域指標(biāo)LnHF在運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)水平存在性別差異，在女性中表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)停止后30 min已經(jīng)恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平，而在男性中表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)停止60 min后仍低于運(yùn)動(dòng)前水平。反應(yīng)迷走-交感平衡的頻域指標(biāo)LnLF/HF的恢復(fù)水平也存在性別間的差異，同樣，表現(xiàn)為男性的恢復(fù)延遲于女性。頻域指標(biāo)LF成分的具體意義尚存在爭(zhēng)議，但是普遍認(rèn)為，LF成分能夠更多地反映交感神經(jīng)的緊張[43]。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的LnLF明顯低于運(yùn)動(dòng)前水平，但是不存在顯著的性別間差異。進(jìn)一步對(duì)LnHF和LnLF/HF的分析發(fā)現(xiàn)，兩者呈中等負(fù)相關(guān)。因此，運(yùn)動(dòng)后不同性別間的LnLF/HF的差異有可能是由LnHF變化的差異引起。時(shí)域指標(biāo)RMSSD反應(yīng)由PSNS介導(dǎo)的自主神經(jīng)調(diào)控心臟的整體功能[9]，分析 LnRMSSD發(fā)現(xiàn)，雖然男性在運(yùn)動(dòng)停止后60 min LnRMSSD仍低于運(yùn)動(dòng)前水平。但是，不同的是女性在運(yùn)動(dòng)停止后30 min沒(méi)有完全恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平，在運(yùn)動(dòng)停止后60 min才恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。Okuno等[36]的研究認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)后RMSSD的變化與HF關(guān)系相關(guān)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，LnHF與LnRMSSD呈高度正相關(guān)，驗(yàn)證了Okuno的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在運(yùn)動(dòng)后LnHF和LnRMSSD的相似變化更加有力地說(shuō)明了，急性有氧運(yùn)動(dòng)后ANS平衡功能的恢復(fù)水平存在性別差異，該差異可能是由于PSNS在男性中恢復(fù)延遲于女性引起。Antelmi等[5]的研究同樣也發(fā)現(xiàn)，在急性運(yùn)動(dòng)后交感-迷走的平衡功能存在性別間的差異，但是沒(méi)有對(duì)引起性別差異的可能機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步分析。

HF主要是反映竇房結(jié)傳出的迷走神經(jīng)沖動(dòng)的活性[32]，與BF關(guān)系密切[14]。內(nèi)皮介導(dǎo)的，特別是來(lái)自毛細(xì)血管內(nèi)皮局部的NO釋放，能夠提高在呼吸周期中的迷走神經(jīng)傳入的影響。迷走神經(jīng)傳出沖動(dòng)在呼氣期間增加，在吸氣期間降低，會(huì)產(chǎn)生呼吸性竇性心律不齊。因此，與呼吸相關(guān)的短程HRV的主要部分可能會(huì)受內(nèi)皮功能紊亂[13]和BF影響的。因此，為了尋證引起運(yùn)動(dòng)后HF恢復(fù)水平性別間差異是否由BF或內(nèi)皮功能的差異引起，本研究對(duì)受試者的IMT和BF進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)組別的IMT不存在顯著性差異。BF在兩個(gè)組別的3個(gè)時(shí)間點(diǎn)也不存在顯著性的差異，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)后性別間HF恢復(fù)水平的差異不是由BF和內(nèi)皮功能的差異引起。研究[16]認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)后ANS平衡功能恢復(fù)水平產(chǎn)生影響，為了排除運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響，該研究對(duì)男、女性別的受試者采取不同個(gè)體的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(70%心率儲(chǔ)備)進(jìn)行應(yīng)激刺激。因此，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度也不是引起因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)后性別間HF恢復(fù)水平差異的因素。Mendonca的研究[31]認(rèn)為，ANS在性別間的差異，可能由于性別間性激素水平的差異引起。運(yùn)動(dòng)后ANS功能恢復(fù)水平的差異有可能由于激素依賴(lài)的不同，對(duì)傳入受體的刺激引起。有研究[53]報(bào)道，雌性激素能夠影響ANS的調(diào)節(jié)功能，雌二醇能夠促進(jìn)心迷走神經(jīng)的調(diào)節(jié)功能。Hilliard等[24]和Mitro等[30]的研究均發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性雌激素(雌二醇)能夠通過(guò)下調(diào)血管緊張素1(AT1)受體水平，起到對(duì)迷走神經(jīng)的保護(hù)。Dogru的研究[10]則認(rèn)為，在男性中睪酮激素與PSNS的活性，雌二醇與SNS的活性相關(guān)，在女性中則相反。但是男性中睪酮激素的水平僅與HRV的時(shí)域指標(biāo)有微弱的聯(lián)系，與頻率主導(dǎo)的HRV沒(méi)有任何關(guān)系。因此，LnRMSSD與LnHF和LnLF/HF之間的細(xì)微差異可能是由于睪酮激素水平的差異引起。綜上所述，運(yùn)動(dòng)后HRV恢復(fù)水平的性別差異很有可能由性激素水平的差異引起，但是其具體機(jī)制尚不清楚，有待進(jìn)一步研究。

3.2 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)HR的急性影響

此外，性激素[11]、兒茶酚胺(NE和EPI)[29]等因素也有可能是運(yùn)動(dòng)后調(diào)節(jié)HRR的因素。Dos等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，在最大有氧運(yùn)動(dòng)停止后，服用類(lèi)固醇受試者的HRR明顯減慢。Guyton等[17]的研究認(rèn)為，兒茶酚胺，雖然不一定能夠反映交感神經(jīng)的活性，但是與急性運(yùn)動(dòng)后HRR水平關(guān)系密切。Perini等[38]的研究發(fā)現(xiàn)，急性有氧運(yùn)動(dòng)后隨著HR的逐漸恢復(fù)，體內(nèi)兒茶酚胺水平會(huì)持續(xù)升高。遺憾的是，本研究沒(méi)有對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，急性運(yùn)動(dòng)后引起HRR性別間差異的具體機(jī)制還需要進(jìn)一步探究。

3.3 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)BRS的急性影響

BRS通過(guò)控制傳入心臟和循環(huán)系統(tǒng)的自主神經(jīng)沖動(dòng)，進(jìn)而對(duì)神經(jīng)循環(huán)控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，是反映壓力感受器在BP變化刺激后反射性改變RRI的效率[47]，是評(píng)價(jià)心迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的重要指標(biāo)。其主要功能是減緩系統(tǒng)BP的大范圍波動(dòng)，維持人體安靜狀態(tài)的體內(nèi)生理平衡和調(diào)節(jié)應(yīng)激狀態(tài)的反應(yīng)。有氧運(yùn)動(dòng)可引起人體BP升高，通過(guò)壓力感受器的感知，負(fù)向調(diào)節(jié)HR，減緩BP的急劇升高，對(duì)保護(hù)機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)有著積極的意義。

有氧運(yùn)動(dòng)可引起B(yǎng)RS的降低，在運(yùn)動(dòng)停止后會(huì)逐漸恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。Heffernan等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)停止20 min后BRS仍顯著低于運(yùn)動(dòng)前水平。Stuckey等[47]的研究認(rèn)為，BRS的恢復(fù)可持續(xù)到運(yùn)動(dòng)停止后2 h。本研究數(shù)據(jù)顯示，兩個(gè)性別在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的BRS(dn-dn)不存在時(shí)間和性別交互作用的顯著性差異，而B(niǎo)RS(up-up)在兩個(gè)性別和3個(gè)時(shí)間點(diǎn)存在時(shí)間和性別交互影響的顯著性差異。進(jìn)一步分析ΔBRS(up-up)發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)后30 min女性的BRS(up-up) 已經(jīng)恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。男性的ΔBRS(up-up)在運(yùn)動(dòng)后30 min仍顯著低于運(yùn)動(dòng)前水平，運(yùn)動(dòng)后60 min已恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。本研究結(jié)果認(rèn)為，急性有氧運(yùn)動(dòng)停止后30 min，女性的BRS能夠恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平，而在運(yùn)動(dòng)停止60 min 男性的BRS才逐漸恢復(fù)到運(yùn)動(dòng)前水平。因此，與BRS相關(guān)的急性有氧運(yùn)動(dòng)后ANS平衡功能的恢復(fù)，男性顯著延遲于女性，主要是受BRS(up-up)的影響。研究[21]認(rèn)為，BRS可能和HRV中的HF關(guān)系密切，兩者從不同的層面反映PSNS的緊張水平。研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，BRS(up-up)和LnHF呈中度正相關(guān)，其變化的一致性和相關(guān)性再次驗(yàn)證了急性有氧運(yùn)動(dòng)后PSNS活性水平的恢復(fù)存在顯著的性別間的差異。

Reimann等[42]的研究認(rèn)為，男、女性別在BRS恢復(fù)水平上的差異，可能是由于壓力感受器在條件適應(yīng)過(guò)程的回路中對(duì)血管感知的BP刺激的敏感的差異引起。此外，性激素水平的差異也有可能是引起性別間BRS恢復(fù)水平差異的重要因素。Saleh等[44]的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)小鼠注射外源性雌激素，小鼠的BRS顯著提高。Wilczak等[52]的研究也認(rèn)為，性激素水平的變化能夠顯著影響人體BRS的變化水平。因此，本研究中，BRS在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)水平在性別間的差異可能是由于性激素水平的差異引起。

4 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，中等強(qiáng)度的急性有氧運(yùn)動(dòng)后，青少年ANS平衡功能的恢復(fù)水平存在性別間的差異表現(xiàn)為男性的恢復(fù)延遲于女性。引起ANS平衡功能恢復(fù)水平性別間差異的主要原因是由于男性PSNS活性的恢復(fù)延遲于女性，該差異可能是由性激素水平的差異引起。研究還發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后HRR的水平與ANS平衡功能恢復(fù)水平不同步，有氧運(yùn)動(dòng)能力的差異可能影響了運(yùn)動(dòng)后HR的恢復(fù)。

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Acute Effects of Aerobic Exercise on Autonomic Nervous Function in Adolescents

SUN Peng1,2,JI Liu1,2,LI Shi-chang1,2,CHEN Xiang-he2,WANG Jing3,CHEN Pei-you4

aerobicexercise;autonomicnervousfunction;heartratevariability;adolescent

1000-677X(2015)03-0030-09

2014-08-21；

2015-02-18

青少年P(guān)OWER工程協(xié)同創(chuàng)新中心資助項(xiàng)目 (44801400)；青少年健康評(píng)價(jià)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目(40500-541235-14203/004)；中國(guó)博士后科學(xué)基金資助(2014M551356)。

孫朋(1981-)，男,山東高密人，工程師，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)適應(yīng)與機(jī)能評(píng)定，E-mail:psun@tyxx.ecnu.edu.cn；季瀏(1961-)，男，江蘇泰興人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)轶w育運(yùn)動(dòng)心理學(xué),E-mail:lji@tyxx.ecnu.edu.cn；李世昌(1956-)，男，上海人，教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)適應(yīng)與機(jī)能評(píng)定，E-mail:scli@tyxx.ecnu.edu.cn。

1.華東師范大學(xué) 青少年健康評(píng)價(jià)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200241；2.華東師范大學(xué) 體育與健康學(xué)院，上海 200241；3.上海體育科學(xué)研究所，上海 200030；4.南京師范大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院，南京 210046 1.East China Normal University,Shanghai 200241,China; 2.East China Normal University,Shanghai 200241; 3.Shanghai Research Institute of Sports Science,Shanghai 200030,China; 4.Nanjing Normal University,Nanjing 210046,China.

G804.2

A