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        運動干預(yù)對心率變異性的影響研究

        2021-11-21 22:54:46嚴文暉陳芳黃翠蓮贛南師范大學體育學院
        灌籃 2021年32期
        關(guān)鍵詞:健步間歇高強度

        嚴文暉 陳芳 黃翠蓮 贛南師范大學體育學院

        心率變異性(Heart rate variability,HRV)是指在自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)下,竇性心律發(fā)生的波動性變化,反應(yīng)的是連續(xù)心跳中逐個心動周期之間的細微差別或瞬時心率的微小起落[1]。HRV 是人體心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)的重要機制,它反映了人體心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)的活性,并能定量評價心臟交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)的張力及其平衡性。HRV 的增加反映了自主神經(jīng)系統(tǒng)對環(huán)境變化的動態(tài)反應(yīng)能力,通常表明心臟健康。相反,HRV 的降低則與心血管健康較差和心臟性猝死風險增加有關(guān)。

        一、心率變異性常用分析方法

        HRV 分析法可分為時域分析法、頻域分析法、散點圖分析法、近似熵分析法等100 多種[2]。其中,最為常用的分析方法為時域分析法和頻域分析法。時域分析方法(time domain analysis method)在臨床研究使用最多,用來評估正常R-R 間期之間的差異。它是將一段連續(xù)的心率或R-R 間期值進行統(tǒng)計學分析,以觀察產(chǎn)生數(shù)值的變異性。研究中最為常用的指標有SDNN、SDANN、SDNNDX、rMSSD 及PNN50 等[3]。頻域分析法(frequency domain analysis method)是一種以數(shù)學的方法描述瞬時心率的變化,因此頻域分析法又稱為心率譜分析[4]。頻域分析時常用的指標有TP、TF、LF、ULF、HF、VHF 及LF/HF 等。

        二、不同運動方式對心率變異性的影響

        (一)高強度間歇訓練

        高強度間歇訓練(High Intensity Interval Training,HIIT)是指以大于或等于最大乳酸穩(wěn)態(tài)的強度進行多次持續(xù)時間為幾秒到幾分鐘的練習,且每兩次練習之間要求使練習者不足以恢復至安靜狀態(tài)或低強度練習的一種訓練方法。王立飛[5]在研究高強度間歇訓練對青年女性心率變異性的影響時,運用了三種不同的高強度間歇訓練方案,分別為經(jīng)典高強度間歇運動訓練(HIIT)、沖刺間歇運動訓練(SIT)、重復沖刺運動訓練(RST)。其中HIIT 組在功率自行車上以90%VO2max 訓練4 分鐘后緊接著間歇3 分鐘,循環(huán)重復直至完成預(yù)定100KJ 的機械功,為期4 周,每周3-4 次。結(jié)果發(fā)現(xiàn),HIIT 可有效提高急性運動訓練后迷走神經(jīng)的激活程度,其中rMSSD、SDNN、LF 以及LF/HF 顯著升高,迷走神經(jīng)活性顯著降低,但該運動方案并未有效改善靜息狀態(tài)下受試者心臟自主神經(jīng)功能,認為HIIT的優(yōu)越性似乎沒有在安靜狀態(tài)下得到體現(xiàn)。上述結(jié)果可能與干預(yù)周期較短有關(guān),如 Heydari 等隨機選取 20 名青年男性在踏車上以80%~90%HR max 沖刺訓練8 秒后,接12 秒的間歇,循環(huán)持續(xù)20 分鐘,每周3 次,共12 周。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),12 周的運動干預(yù)使受試者SDNN、rMSSD 及HF 等指標顯著提高。

        與此同時,綜述發(fā)現(xiàn),部分研究得出的結(jié)果有所不同,如Gamelin FX 等觀察HIIT 對青春期兒童HRV 的影響,研究中HIIT 組選取了22 名青春期兒童(9.6 歲±1.2 歲)為受試者,在跑步機上以運動/恢復分別持續(xù)5s/15s、10s/10s、15s/10s、20s/20s 和30s/30s,運動強度從100%到190%的最大有氧速度,循環(huán)持續(xù)30 分鐘,每周3 次。其研究結(jié)果顯示,7 周后受試者的自主神經(jīng)功能無顯著性變化,該研究認為7 周的HIIT對改變自主神經(jīng)功能無顯著性作用。Boidin 等在研究高強度間歇訓練對急性冠狀動脈綜合征患者HRV 的影響中,HIIT 組選取了18 名急性冠狀動脈綜合征患者(平均年齡在63 歲)為受試者,在功率自行車上以100%峰值功率下訓練15s 后,接15s 的休息,循環(huán)持續(xù)10 分鐘,總計3 組,每組之間4 分鐘的恢復,共48 分鐘,每周3 次,為期12 周。研究結(jié)果顯示,12周的運動干預(yù)并未使患者HRV 發(fā)生顯著變化。

        綜上所述,高強度間歇訓練確實能夠有效改善機體健康水平,不過高強度間歇性運動對HRV 的影響結(jié)論并不一致,這可能是由于HRV 受年齡、性別以及健康水平等諸多因素的影響。這是一個值得關(guān)注的問題,因為在靜息狀態(tài)下男性和女性心臟自主調(diào)節(jié)機制可有所不同,并且心血管對各種刺激的反應(yīng)在老年、青年與兒童之間也存在差異。同時,文獻綜述發(fā)現(xiàn),當前學界鮮有HIIT 對超重或肥胖人群的HRV 影響的相關(guān)研究,這或許正是該領(lǐng)域?qū)淼闹匾芯糠较蛑弧4送?,HIIT對不同年齡階段以及不同健康水平人群HRV 的有關(guān)機制以及影響因素仍需進一步研究。

        (二)健步走

        健步走是一項介于散步和競走之間的一種運動方式,具有簡單易行、經(jīng)濟實惠等特點。健步走對提高心肺耐力、增強血管機能、促進骨關(guān)節(jié)健康以及增加人體免疫能力有良好作用。于亞飛[1]在研究健步走對超重女性心率變異性影響的研究中發(fā)現(xiàn),健步走運動(每周3 次,每次90 分鐘,持續(xù)12 周)能夠改善HRV 時域指標,提高迷走神經(jīng)與交感神經(jīng)的協(xié)調(diào)能力,加強迷走神經(jīng)的主導作用。劉靜選取17 名冠心病患者(55-75歲)為研究對象,受試者在跑臺上進行每次1 小時、每周3次、持續(xù)12 周的健步走鍛煉。其研究結(jié)果顯示,12 周后健步走組安靜時lnTP、lnHF 顯著性增高(p<0.05),LF 顯著性降低(p<0.05),VLF、LF/HF 無顯著性差異(p>0.05),但呈上升趨勢。運動后,TP、HF、LF/HF 顯著性升高(p<0.05),VLF、LF 顯著性降低(p<0.05)。該研究結(jié)果表明,健步走能提升冠心病患者心臟自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié),利于增強交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)之間的平衡性。

        由此可見,健步走運動對HRV 具有積極影響,可有效改善中老年人自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控水平。然而,研究發(fā)現(xiàn),當前學界有關(guān)健步走對青年人和兒童HRV 影響的文獻尚不多見,今后亟須加強該領(lǐng)域的研究探討。

        (三)太極拳

        太極拳作為一種中強度的有氧運動,它對人體具有放松精神和調(diào)節(jié)神經(jīng)活動的效果。研究表明,太極拳鍛煉可有效提高HRV,改善自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)。如李文娟在研究中發(fā)現(xiàn),8周太極拳訓練(每次40 分鐘、每周4-5 次)后女大學生安靜狀態(tài)下的PNN50、TP、HF 顯著增加,被試的自主神經(jīng)的整合調(diào)節(jié)能力得到了明顯的提升。另外,杜云霞在一項以老年女性為實驗對象的研究中也發(fā)現(xiàn),12 周太極拳鍛煉后受試者rMSSD與SDNN 指標均顯著性提高(P<0.05),LF 與LF/HF 指標顯著性下降,而HF 和TP 則顯著升高。由此可見,太極拳運動可有效改善老年女性的心率變異性,提高自主神經(jīng)活性,增強交感神經(jīng)與副交感神經(jīng)張力。最后,一項針對具有抑郁情緒的老年人實驗也表明,規(guī)律太極拳鍛煉后被試的心率變異性得到明顯改善,LF、LF/HF 顯著降低,而HF、HFnorm 則顯著升高。綜上所述可知,長期的太極拳鍛煉對不同人群的心率變異性均有良好的影響,尤其是對機體迷走神經(jīng)活性有很好地改善作用。

        (四)其他運動

        除上述運動外,國內(nèi)外有學者也對游泳、自行車運動及跑步等有氧運動方式進行了研究。如董煜在研究不同強度游泳運動對HRV 影響中,選取了126 名成年代謝綜合征患者進行低強度(35%~54%HR max)、中強度(55%~69%HR max)和高強度(70%~89%HR max)的游泳訓練,(每次60 分鐘,每周3 次,為期4 周)。結(jié)果顯示,高強度與中強度的游泳運動可以改善代謝綜合征患者的HRV,而低強度的游泳運動對心率變異性影響不顯著。這可能是由于強度太低的原因,因為影響HRV 的核心因素是運動強度。秦文在比較動感單車和慢跑兩種有氧運動對中年人群HRV 的影響后發(fā)現(xiàn),兩種有氧運動均可以不同程度的提高中年人群的心率變異性。另外,比較兩種運動干預(yù)前后的相關(guān)指標變化發(fā)現(xiàn),慢跑在提高副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)的張力,改善自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)功能較動感單車效果更好。

        三、展望

        迄今為止,國內(nèi)外學者圍繞著運動干預(yù)HRV 的影響已開展了相關(guān)的大量研究。多數(shù)研究認為,適度運動可以提高心率變異性,改善迷走神經(jīng)的活性,從而提高健康水平。展望未來,建議HRV 指標可以用于不同性別、不同項目及不同年齡的人群,從而了解不同運動訓練項目對機體自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能的影響及不同年齡段人群的HRV 差異。除此之外,未來若能對不同運動項目的優(yōu)秀運動員在靜息及運動狀態(tài)下的HRV 特征進行量化并制定相應(yīng)的標準,將有助于進一步完善運動員的科學選材。

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