程 潔，孟 軍，曾亞琦，姚新奎，王建文，吳金秋，董健榕，新別力克，巴黑包爾

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆昭蘇馬場，新疆昭蘇 835602)

0 引 言

【研究意義】 心率變異性(Heart Rate Vailrability，HRV)是探究心率自主控制的一種非侵入性方法，其分析使R-R間距的心率變化量化，以此反映自主神經(jīng)系統(tǒng)的活性與評估心臟迷走神經(jīng)和交感神經(jīng)平衡性及張力。HRV研究方法已廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，是一種公認(rèn)的、無損的、快速的反映交感-迷走神經(jīng)系統(tǒng)活動的敏感性指標(biāo)[1-4]。伊犁馬是我國培育的優(yōu)秀乘用型馬匹[5]，產(chǎn)于新疆伊犁。目前國內(nèi)各大賽場上均占較大比例，并且在許多大型速度賽中取得較好成績[6-8]。采用HRV監(jiān)控伊犁馬競技狀態(tài)具有重大意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】吳坤生等[9,10]發(fā)現(xiàn)HRV通常被用來預(yù)測心律失常，致命性的心律失常與交感神經(jīng)的興奮性增加、迷走神經(jīng)的興奮性減少有關(guān)。由于HRV的無創(chuàng)性，現(xiàn)已在體育界廣泛應(yīng)用，它可以用來評估體育運動員的機(jī)能狀態(tài)、心理水平和競賽能力。HRV具有制約迷走-交感神經(jīng)均衡性對心臟節(jié)律變化調(diào)節(jié)的生理基礎(chǔ)，若自主神經(jīng)系統(tǒng)平衡性偏離過大，將會導(dǎo)致運動員表現(xiàn)能力降低[11]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，國內(nèi)外對伊犁馬匹競技狀態(tài)的研究主要集中在血液、唾液及尿液，對心率變異性方面研究較少[12,13]。隨著馬術(shù)運動的發(fā)展，對馬匹機(jī)能狀態(tài)的研究就顯得尤為重要；目前，針對馬的機(jī)能狀態(tài)的評估手段和方法還非常有限，缺少無損、快速的設(shè)備和檢測方法[14]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】 研究熱身前、后HRV各指標(biāo)變化對伊犁馬機(jī)能狀態(tài)及競技表現(xiàn)的影響，為監(jiān)測馬匹競技狀態(tài)提供前期理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗對象選取伊犁昭蘇西域賽馬場2歲伊犁馬7匹，所有馬匹均統(tǒng)一飼養(yǎng)管理；測試場地及草料圈舍均有馬場提供。

試驗使用Polar V800(R-R間距模式)進(jìn)行HRV數(shù)據(jù)采集，使用Kubioshrv軟件對HRV數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，得到時域指標(biāo)、頻域指標(biāo)以及非線性指標(biāo)。

1.2 方 法

試驗選取伊犁馬7匹，進(jìn)行1 000 m測試賽6場，使用Polar V800實時監(jiān)測伊犁馬機(jī)能狀態(tài)，分別測取熱身前馬匹在安靜、無干擾、身心放松狀態(tài)下5～10 min心電圖，及測試場地安靜狀態(tài)下熱身后5～10 min心電圖。通過Kubioshrv軟件分析出HRV指標(biāo)，反饋熱身前、后HRV各數(shù)據(jù)。用終點計時系統(tǒng)記錄每場測試賽成績。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運用Polar表采集R-R間距數(shù)據(jù)，采用Kubioshrv軟件對R-R間距值進(jìn)行處理分析得出熱身前、后HRV時域指標(biāo)：全部正常R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(SDNN)、相鄰R-R間距差值均方的平方根(RMSSD)、相鄰R-R間距差>50ms的個數(shù)占總心跳次數(shù)的百分比(PNN50)；頻域指標(biāo)：總功率(TP)、高頻功率(HF)、高頻功率標(biāo)準(zhǔn)化值(Hfnu)、低頻功率(LF)、低頻功率標(biāo)準(zhǔn)化值(Lfnu)、低頻與高頻的比值(LF/HF)、極低頻率(VLF)；非線性指標(biāo)：全部正常R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(Y)(SD1)和全部正常R-R間距的標(biāo)準(zhǔn)差(X)(SD2)以及最低R-R間距，平均R-R間距，最大R-R間距等指標(biāo)。用EXCEL對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計；用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性及相關(guān)性分析。結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式顯示。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱身前后HRV各指標(biāo)對比

在所有馬匹中，通過對熱身前后所測時域各指標(biāo)進(jìn)行獨立樣本T檢驗，研究表明，熱身后時域指標(biāo)PNN50比熱身前極顯著下降(P<0.01)；SDNN和RMSSD指標(biāo)與熱身前均無顯著性差異(P>0.05)。表1

表1 熱身前后時域指標(biāo)差異
Table 1 Difference analysis of time domain indicators before and after warm-up

指標(biāo)Index熱身前Befor warm up熱身后After warm upR-R間距標(biāo)準(zhǔn)差SDNN(ms)67.61±30.4962.27±52.9相鄰R-R間距之差的均方根值RMSSD (ms)65.94±34.7562.87±70.77相鄰心搏兩R波間距之差值大于50ms的心搏數(shù)占心搏總數(shù)的百分比 PNN50(%)20.02±10.58A11.59±9.75B

注：同行肩標(biāo)之間不同小寫字母之間差異顯著(P<0.05)；不同大寫字母之間差異極顯著(P<0.01),下同

Note: In the same column，values with different superscripts lower case are significantly different (P<0.05) ，values with different superscriptscapital letters are greatly significantly different (P<0.01) . The same as below

研究表明，伊犁馬在熱身后VLF指標(biāo)比熱身前極顯著升高(P<0.01)，TP指標(biāo)比熱身前顯著升高(P<0.05),但Lfnu指標(biāo)熱身后比熱身前顯著降低(P<0.05)，其它指標(biāo)均沒出現(xiàn)顯著性(P>0.05)。表2

表2 熱身前后頻域指標(biāo)差異性
Table 2 Difference analysis of frequency domain before and after warm-up

指標(biāo)Index熱身前Befor warm up熱身后After warm up總功率TP (ms2)1 720.67±745.58b2 151.61±1 367.55a高頻功率HF (ms2)344.83±169.15529.14±629.37高頻標(biāo)準(zhǔn)值Hfnu (%)24.72±7.2129.79±13.84低頻功率LF (ms2)1 151.67±557.311 166.69±822.13低頻標(biāo)準(zhǔn)值Lfnu (%)75.27±7.23a69.8±13.73b低頻功率/高頻功率LF/HF3.58±1.963.19±2.49極低頻功率VLF (ms2)223.83±130.82B454.72±461.44A

研究表明，熱身后非線性指標(biāo)與熱身前均無顯著性變化(P>0.05)。表3

研究表明，熱身后最低R-R間距、平均R-R間距及最高R-R間距等指標(biāo)比熱身前極顯著降低(P<0.01)。表4

表3 熱身前后非線性指標(biāo)差異性
Table 3 Difference analysis of in Nonlinear Indexes before and after warm-up

指標(biāo)Index熱身前Befor warm up熱身后After warm up全部正常兩個R波的標(biāo)準(zhǔn)差(Y)SD1(ms)48.62±26.7545.28±53.14全部正常兩個R波標(biāo)準(zhǔn)差(X)SD2(ms)84.78±39.3675.29±59.82

表4 熱身前后R-R間距指標(biāo)差異性
Table 4 Difference analysis of R-R distance index before and after warm-up

指標(biāo)Index熱身前Befor warm up熱身后After warm up最低R-R間距RR spacing(min)802.83±145.76A408.8±33.42B平均R-R間距RR spacing(avg)1 125.79±304.1A637.14±168.76B最高R-R間距RR spacing(max)1 750.83±128.69A1 538.98±253.97B

2.2 熱身前HRV各指標(biāo)與成績相關(guān)性

對熱身前HRV各指標(biāo)與成績相關(guān)性研究表明，時域指標(biāo)SDNN、RMSSD和PNN50與成績極顯著相關(guān)(P<0.01)，平均R-R間距與成績顯著相關(guān)(P<0.05)；頻域指標(biāo)TP、Hfnu、LF、Lfnu、LF/HF、VLF與成績極顯著相關(guān)，其中Hfnu與成績極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；非線性指標(biāo)SD1和SD2與成績極顯著相關(guān)(P<0.01)。

指標(biāo)SDNN與RMSSD、PNN50、Lfnu、SD1、SD2和最高R-R間距極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Hfnu指標(biāo)呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與LF、LF/HF呈顯著相關(guān)(P<0.05)；RMSSD與PNN50、Lfnu、LF/HF、SD1和SD2呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Hfnu呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與平均R-R間距、最高R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)；PNN50與Lfnu、LF/HF、SD1和SD2呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Hfnu呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與HF呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；TP與HF、LF、VLF呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與最低R-R間距呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；HF與Hfnu、LF、VLF呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Lfnu和最低R-R間距呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與LF/HF和最高R-R間距呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；Hfnu和Lfnu、LF/HF、SD1和SD2呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與LF、平均R-R間距和最高R-R間距呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；LF與VLF呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Lfnu、LF/HF、SD2和最低R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)，其中與最低R-R間距呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；Lfnu與LF/HF、SD2和最高R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與平均R-R呈顯著相關(guān)(P<0.05)；LF/HF與最高R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)；VLF與最低R-R間距呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)；SD1與SD2呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與平均R-R間距、最高R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)；SD2與最高R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)；最低R-R間距與平均R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)。表5

2.3 熱身后HRV與成績相關(guān)性

研究表明，熱身后時域指標(biāo)SDNN、RMSSD和平均R-R間距與成績顯著相關(guān)(P<0.05)，其中平均R-R間距與成績顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；頻域指標(biāo)TP和LF與成績顯著相關(guān)(P<0.05)；非線性指標(biāo)SD1和SD2與成績顯著相關(guān)(P<0.05)。

SDNN與RMSSD、PNN50、TP、LF、SD1和SD2呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與VLF和最高R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)；RMSSD與PNN50、SD1、SD2呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與TP呈顯著相關(guān)(P<0.05)；PNN50與TP、HF、VLF、SD1和SD2呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與LF、最低R-R間距、最高R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)；TP與HF、LF、VLF、SD2和最高R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與SD1呈顯著相關(guān)(P<0.05)；HF與Hfnu呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Lfnu呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與LF/HF呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；Hfnu與LF/HF呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Lfnu呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與LF、VLF呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；LF與LF/HF、VLF、最高R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與Lfnu、SD2呈顯著性相關(guān)(P<0.05)；Lfnu與LF/HF呈極顯著相關(guān)(P<0.01)；VLF與最低R-R間距呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與最高R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)；SD2與最高R-R間距呈顯著相關(guān)(P<0.05)。表6

3 討 論

3.1 熱身對HRV變化的影響

賽前熱身后，尤其在大型競賽前，馬匹的神經(jīng)可能處于緊張狀態(tài)，除了周圍環(huán)境給出的壓力以外，還會造成心理和生理上的一些壓力，從而影響HRV的變化。陳柯萍等學(xué)者[15-18]研究發(fā)現(xiàn)心率變異性中SDNN、RMSSD、PNN50、TP、HF、Hfnu、SD1等指標(biāo)主要用來反映副交感神經(jīng)活動，LF、Lfnu、VLF等指標(biāo)用來反映交感神經(jīng)活動，LF/HF和SD2指標(biāo)用來反映交感-迷走神經(jīng)的均衡性。根據(jù)心率變異性中各指標(biāo)的變化可以描述分析交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)的變化趨勢，得出運動員此時的精神狀態(tài)。

Cipryan[19]試驗結(jié)果表明，球員表現(xiàn)最佳時，指標(biāo)SDNN和TP最高，運動表現(xiàn)較差的運動員，指標(biāo)SDNN和TP也較低。屈成剛等[20]研究結(jié)果與此一致，其表明當(dāng)運動員賽前迷走神經(jīng)指標(biāo)SDNN、PNN50、RMSSD、TP高于基礎(chǔ)值時，運動員處于無疲勞狀態(tài)。試驗中熱身前、后表迷走神經(jīng)的指標(biāo)SDNN無顯著變化，TP指標(biāo)顯著升高，PNN50顯著降低，說明馬匹此時狀態(tài)良好。但何黎嫻等[21]研究結(jié)果與此相反，其發(fā)現(xiàn)女子競走運動員賽前SDNN、TP指標(biāo)比基礎(chǔ)值顯著降低時，迷走神經(jīng)占主導(dǎo)地位，表明女運動員賽前存在疲勞。

Hynynen等[22]在研究正常運動員與疲勞運動員24 h心電圖變化對比分析發(fā)現(xiàn)：對照組運動員的交感神經(jīng)指標(biāo)LF顯著高于疲勞狀態(tài)下的運動員。試驗熱身后交感神經(jīng)指標(biāo)LF呈上升趨勢，表明熱身后馬匹不存在疲勞。屈成剛等[20]研究結(jié)果表明，運動員賽前VLF和HF指標(biāo)高于基礎(chǔ)值，此時運動員處于無疲勞狀態(tài)，適合參與比賽。試驗結(jié)果與其一致，指標(biāo)VLF顯著升高，說明馬匹熱身后狀態(tài)良好，無疲勞現(xiàn)象出現(xiàn)。 國內(nèi)也有研究者發(fā)現(xiàn)：SDNN、TP、PNN50、HF與次日早晨的尿素呈顯著負(fù)相關(guān)[23]，表明疲勞會對HRV指標(biāo)造成影響，反之，HRV各指標(biāo)也可能影響馬匹疲勞狀態(tài)。

3.2 HRV變化對伊犁馬競技狀態(tài)影響

自主神經(jīng)系統(tǒng)活性狀態(tài)是決定伊犁馬競賽表現(xiàn)是否良好的重要因素之一。若自主神經(jīng)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)或略偏向于交感神經(jīng)活性時，將有助于競賽中取得好成績，若自主神經(jīng)系統(tǒng)處于或長久處于失衡狀態(tài)，將對競賽表現(xiàn)不利，這為運用HRV指標(biāo)評估馬匹競賽表現(xiàn)提供理論依據(jù)。

目前馬匹賽前狀態(tài)與情緒對馬匹競賽表現(xiàn)的研究較少。試驗運用HRV指標(biāo)反映研究伊犁馬自主神經(jīng)系統(tǒng)，了解伊犁馬賽前情緒、疲勞狀態(tài)以及心理變化，從而推斷出伊犁馬的競賽表現(xiàn)。李長永[24]研究結(jié)果表明：運動員的心理狀態(tài)和比賽得分(比賽成績)多少存在相關(guān)性，賽前焦慮越小，比賽成績越好。此結(jié)果在馬術(shù)運動上同樣適用，Janczarek等[25]在研究自主神經(jīng)系統(tǒng)對阿拉伯馬競賽表現(xiàn)影響中發(fā)現(xiàn)LF/HF比值越高，馬匹表現(xiàn)越好成績也越好，同時，心率變異性中各指標(biāo)與競賽表現(xiàn)呈顯著相關(guān)；說明賽前自主神經(jīng)系統(tǒng)越穩(wěn)定競賽成績越好。試驗結(jié)果與此一致，LF/HF與成績極顯著相關(guān)。

黃暉明等[26]研究發(fā)現(xiàn)：與優(yōu)秀田徑運動員相比普通運動員擁有較低的SDNN、PNN50、RMSSD、TP指標(biāo)，結(jié)果表明，賽前迷走神經(jīng)的活性變化在一定程度上影響了運動員的競賽表現(xiàn)。試驗中得出類似結(jié)果，熱身前反映迷走神經(jīng)的指標(biāo) SDNN、RMSSD、PNN50、TP、SD1與競賽成績極顯著相關(guān)；熱身后SDNN、RMSSD、TP、SD1與競賽成績顯著相關(guān)，說明熱身前、后迷走神經(jīng)對伊犁馬競技狀態(tài)存在一定的影響，可根據(jù)迷走神經(jīng)指標(biāo)變化評估伊犁馬競技狀態(tài)。Macon等[27]對10名自行車運動員研究發(fā)現(xiàn)：運動時，正常人的交感神經(jīng)指標(biāo)LF高于運動員。黃暉明等[26]研究發(fā)現(xiàn)交感神經(jīng)指標(biāo)LF在運動員和健康人之間無顯著性差異，運動員的VLF指標(biāo)顯著高于健康人。試驗中熱身前反映交感神經(jīng)的指標(biāo)LF、VLF與競賽成績極顯著相關(guān)，熱身后LF指標(biāo)與成績顯著相關(guān)；結(jié)果顯示，熱身前、后交感神經(jīng)的變化也會影響馬匹的競賽表現(xiàn)，因此，也可根據(jù)熱身前、后交感神經(jīng)指標(biāo)的變化評估馬匹的競技狀態(tài)。

綜合熱身前、后與成績的關(guān)系分析得出，迷走神經(jīng)占絕對主導(dǎo)地位時交感神經(jīng)受到抑制，賽前迷走神經(jīng)與成績呈高度相關(guān)，表明熱身前、后迷走神經(jīng)活性水平是影響伊犁馬競賽表現(xiàn)的主要因素。同時，熱身前、后HRV監(jiān)測可以為評估伊犁馬賽前機(jī)能狀態(tài)和熱身前、后HRV與伊犁馬競賽表現(xiàn)相關(guān)性提供理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

伊犁馬熱身后最低R-R間距、平均R-R間距、最高R-R間距、PNN50極顯著低于熱身前，TP顯著高于熱身前，VLF極顯著高于熱身前，熱身前、后迷走神經(jīng)指標(biāo)SDNN、RMSSD、TP、SD1等指標(biāo)與成績極顯著相關(guān)，馬匹1 000 m測試賽熱身前、后迷走神經(jīng)活性占主導(dǎo)地位，是影響伊犁馬競技狀態(tài)的主要因素。通過HRV變化能有效監(jiān)控伊犁馬熱身效果及競賽表現(xiàn)，為賽前調(diào)整提供前期理論依據(jù)。

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