申楊磊,張俞苑,巴桑卓瑪

西藏大學(xué)高原健康科學(xué)研究中心,西藏拉薩 850000

醫(yī)學(xué)上一般將海拔3 000 m以上的地區(qū)定義為高原環(huán)境[1],而高原運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)生理學(xué)研究一般是在海拔2 000～2 500 m,故也將海拔2 000～2 500 m的地區(qū)定義為高原[2],高原具有特殊的低壓、低氧環(huán)境。高原低壓、低氧環(huán)境可以導(dǎo)致人體生理狀態(tài)發(fā)生改變,其中包括對(duì)睡眠狀態(tài)的影響[3]。睡眠屬于人體的正常生理活動(dòng),睡眠質(zhì)量直接影響人體健康和日?；顒?dòng),良好的睡眠可以促進(jìn)人體的體力和精神狀態(tài)恢復(fù),現(xiàn)有研究顯示高原環(huán)境下睡眠障礙發(fā)生率較高,其中西藏的大學(xué)生高原睡眠障礙的發(fā)生率在 20.5%,高原駐守官兵的睡眠障礙發(fā)生率在67.9%[4]。高原環(huán)境下睡眠障礙包括:睡眠結(jié)構(gòu)改變、睡眠中斷、頻繁覺(jué)醒、失眠多夢(mèng)、周期性呼吸、睡眠呼吸暫停等。TSENG等[5]對(duì)40名健康人急進(jìn)高原后睡眠變緩的研究發(fā)現(xiàn),慢性高原病與睡眠障礙的發(fā)生直接相關(guān)。潘磊等[6]研究發(fā)現(xiàn)高原環(huán)境下睡眠過(guò)程中血氧飽和度變化與睡眠障礙發(fā)生同樣直接相關(guān)。

通過(guò)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)研究對(duì)象均為漢族普通健康人與藏族普通健康人,其中漢族有急進(jìn)高原樣本和移居高原漢族樣本。雖然運(yùn)動(dòng)員在中度高原(2 200 m左右)條件訓(xùn)練的方法已被廣泛采用[7],但是運(yùn)動(dòng)員的睡眠研究較少,運(yùn)動(dòng)員在高海拔的高原環(huán)境下的睡眠研究更少,故而對(duì)運(yùn)動(dòng)員在高原環(huán)境下的睡眠研究具有更重要的意義。目前睡眠研究的主要方法有兩種,即匹茲堡睡眠量表法和多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)法,其中多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)法對(duì)睡眠研究精準(zhǔn)且全面,研究數(shù)據(jù)包括睡眠期間的腦電圖、眼電圖、肌電圖、血氧飽和度、心率等,不但可以對(duì)睡眠的不同階段進(jìn)行分析研究,還可以對(duì)睡眠期間生理數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,因而可將多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)的相關(guān)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié),揭示運(yùn)動(dòng)員與普通健康人進(jìn)入高原低壓、低氧環(huán)境后睡眠的變化情況。因此,本文使用Meta分析方法對(duì)現(xiàn)有研究報(bào)道中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員和健康人群在高原環(huán)境中多導(dǎo)睡眠研究的文獻(xiàn)進(jìn)行了分析和對(duì)比,為后期進(jìn)行相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1文獻(xiàn)檢索 檢索中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)、PubMed兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的全部相關(guān)文獻(xiàn),截止日期為2023年2月20日。中文檢索關(guān)鍵詞:高原;低氧;運(yùn)動(dòng)員;睡眠監(jiān)測(cè);多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè);睡眠質(zhì)量;睡眠。英文關(guān)鍵詞:plateau;high altitude;hypoxia;athletes;sleep monitoring;polysomnography;sleep quality;sleep。檢索數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的所有文獻(xiàn)。

1.3數(shù)據(jù)提取 兩位研究者分別獨(dú)立檢索了數(shù)據(jù)庫(kù),刪除重復(fù)的研究。在篩選候選研究的全文之前,由獨(dú)立審稿人對(duì)符合納入標(biāo)準(zhǔn)的每項(xiàng)研究的標(biāo)題和摘要進(jìn)行篩選。還評(píng)估了所選文章的參考文獻(xiàn)列表。兩名研究人員獨(dú)立提取所有納入研究的數(shù)據(jù),包括一般信息(第一作者、年份)、研究方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、睡眠過(guò)程中的生理指標(biāo)變化。

觀察的數(shù)據(jù)有:(1)主要數(shù)據(jù)是運(yùn)動(dòng)員和健康人在平原環(huán)境下與高原環(huán)境下的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),其中包括睡眠效率和睡眠過(guò)程中NREM 1、2、3、4期和REM期的變化數(shù)據(jù);(2)次要數(shù)據(jù)為心率和血氧飽和度。

1.4偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 使用RevMan5.41軟件進(jìn)行納入文章質(zhì)量的評(píng)估,由于研究主題是運(yùn)動(dòng)員與健康人在高原環(huán)境中睡眠狀態(tài)變化,屬于觀察性研究,故采取了美國(guó)衛(wèi)生保健質(zhì)量和研究機(jī)構(gòu)(AHRQ)推薦的AHRQ橫斷面研究評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)工具[8-9],通過(guò)是否滿足表中11項(xiàng)條件來(lái)評(píng)價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量。每一項(xiàng)選擇有“是”“否”“不清楚”3個(gè)選擇,“是”加 1 分,“否”扣 1 分, “不清楚”記 0 分。滿分共 11 分,文獻(xiàn)得分 0～3 分為低質(zhì)量,4～7分為中質(zhì)量, 8～11 分為高質(zhì)量。由于研究過(guò)程中不存在隨訪,故對(duì) AHRQ 文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)工具的第 4 條、第 7 條及第 11 條進(jìn)行排除,文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)得分修改后滿分為 8 分,文獻(xiàn)得分<0分為質(zhì)量差文獻(xiàn),0～2 分為低質(zhì)量文獻(xiàn),3～5 分為中質(zhì)量文獻(xiàn), 6～8 分為高質(zhì)量文獻(xiàn)。

1.5數(shù)據(jù)分析 通過(guò)RevMan5.41軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果采用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(SMD)及 95%CI進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)文獻(xiàn)異質(zhì)性采用χ2檢驗(yàn)(檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05)。分析結(jié)果如果顯示P<0.05且I2>50% 就說(shuō)明異質(zhì)性較大,需要進(jìn)一步分析異質(zhì)性的來(lái)源,明確異質(zhì)性來(lái)源后選擇隨機(jī)效應(yīng)模型,反之則不需要分析異質(zhì)性來(lái)源并選用固定效應(yīng)模型。敏感性分析、亞組分析、Egger檢驗(yàn)、剪補(bǔ)法檢驗(yàn)、Meta回歸分析是通過(guò)STATA SE 16軟件進(jìn)行分析。對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)記錄方式不同,通過(guò)Cochrane官網(wǎng)檢索到的指導(dǎo)手冊(cè)公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,改為統(tǒng)一格式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[10]。

2 結(jié) 果

2.1文獻(xiàn)檢索結(jié)果 本文共計(jì)查到文獻(xiàn)247篇。通過(guò)嚴(yán)格篩選文獻(xiàn),排除重復(fù)文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)不完整的文獻(xiàn)、非高原環(huán)境睡眠研究的文獻(xiàn),最終納入12篇英文文獻(xiàn)進(jìn)行Meta分析,見(jiàn)表1。

表1 文獻(xiàn)納入情況

2.2文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果 根據(jù)AHRQ評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和RevMan5.41對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià),按照AHRQ評(píng)分來(lái)評(píng)估結(jié)果,結(jié)果均≥6分,屬于低風(fēng)險(xiǎn)文獻(xiàn),從而保證Meta分析結(jié)果的可靠性。文獻(xiàn)評(píng)價(jià)顯示有5篇文章低于8分,其中最低分為6分的文獻(xiàn)有4篇,分別為HOSHIKAWA等[11-13]和KINSMAN等[14]的研究。

2.3Meta分析結(jié)果

2.3.1睡眠分析結(jié)果 與平原環(huán)境相比:高原環(huán)境下健康人和運(yùn)動(dòng)員的睡眠效率下降(I2=89.1%;SMD=-0.89,95%CI:-1.20～-0.59,P<0.05),健康人睡眠效率下降較運(yùn)動(dòng)員更明顯(P<0.05);高原環(huán)境下健康人和運(yùn)動(dòng)員的NREM1、2期睡眠整體增加(I2=77.1%;SMD=0.03,95%CI:-0.24～0.30,P<0.05),其中健康人增加較運(yùn)動(dòng)員更明顯(P<0.05),而運(yùn)動(dòng)員高原環(huán)境NREM2期比例明顯增加(P<0.05)、NREM1期無(wú)變化(P>0.05);高原環(huán)境下健康人和運(yùn)動(dòng)員的NREM3、4期睡眠均減少(I2=91.4%;SMD=-1.53,95%CI:-2.05～-1.02,P<0.05),健康人減少較運(yùn)動(dòng)員更明顯(P<0.05);高原環(huán)境下REM期睡眠均減少(I2=46.4%;SMD=-0.77,95%CI:-0.99～-0.54,P<0.05),健康人REM期睡眠減少較運(yùn)動(dòng)員更明顯(P<0.05)。見(jiàn)表2～6。

表2 不同人群睡眠效率亞組分析

表3 不同人群NREM1、2期睡眠亞組分析

表4 運(yùn)動(dòng)員的NREM2期睡眠對(duì)比分析

表5 NREM3、4期亞組分析

表6 不同人群REM期亞組分析

2.3.2心率與血氧飽和度分析結(jié)果 與平原環(huán)境相比,高原環(huán)境下健康人和運(yùn)動(dòng)員的心率均升高(I2=74.7%,P=0.001,SMD=1.32,95%CI:1.05～1.59),健康人心率增加較運(yùn)動(dòng)員更明顯(P<0.05),見(jiàn)表7。與平原環(huán)境相比,高原環(huán)境下健康人和運(yùn)動(dòng)員的血氧飽和度均降低(I2=96.4%,P=0.001,SMD=-4.22,95%CI:-4.79～-3.66),健康人下降較運(yùn)動(dòng)員更明顯(P<0.05),見(jiàn)表8。

表7 不同人群的心率亞組分析

表8 不同人群的血氧飽和度亞組分析

2.4發(fā)表偏倚 高原環(huán)境對(duì)NREM1、2期的影響的Egger檢驗(yàn)結(jié)果(P=0.405,Coef的95%CI:-12.703～5.693)顯示無(wú)發(fā)表偏倚;高原環(huán)境對(duì)NREM3、4期影響的Egger檢驗(yàn)結(jié)果(P=0.011,Coef的95%CI:-16.197～-3.864)顯示NRM3、4期存在發(fā)表偏倚,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在影響。高原環(huán)境對(duì)心率影響的Egger檢驗(yàn)結(jié)果顯示(P=0.039,Coef的95%CI:-18.16～0.736)存在發(fā)表偏倚,對(duì)分析結(jié)果可能存在影響。高原環(huán)境對(duì)血氧飽和度影響的Egger檢驗(yàn)結(jié)果(P=0.248,Coef的95%CI:-9.067～2.845)顯示無(wú)發(fā)表偏倚,對(duì)結(jié)果不存在影響。

2.5敏感性及異質(zhì)性分析 對(duì)睡眠效率數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進(jìn)行亞組分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各亞組內(nèi)異質(zhì)性較小,但整體異質(zhì)性依然為I2=89.1%沒(méi)有變化,故進(jìn)行Meta回歸分析異質(zhì)性來(lái)源。結(jié)果顯示不同人員類型的睡眠效率之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002),并且回歸模型擬合程度高(R2=0.827),證明睡眠效率數(shù)據(jù)異質(zhì)性的主要來(lái)源為人員類型的不同。

由于NREM1、2期睡眠數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進(jìn)行亞組分析,結(jié)果無(wú)法確認(rèn)異質(zhì)性的來(lái)源。故使用Meta回歸進(jìn)行分析,結(jié)果顯示不同人員類型的NREM1、2期睡眠變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.021),并且與回歸模型擬合程度高(R2=0.813),證明NREM1、2期睡眠數(shù)據(jù)異質(zhì)性的主要來(lái)源為人員類型的不同。

對(duì)NREM3、4期睡眠數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進(jìn)行亞組分析時(shí),組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。通過(guò)Meta回歸分析進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示不同人員類型的NREM3、4期睡眠變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.001),且回歸模型的擬合程度高(R2=0.992),故而證明NREM3、4期睡眠數(shù)據(jù)異質(zhì)性的主要來(lái)源為人員類型不同。

心率數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進(jìn)行亞組分析時(shí),各組內(nèi)無(wú)異質(zhì)性而整體異質(zhì)性保持不變。故進(jìn)行Meta回歸分析異質(zhì)性來(lái)源,結(jié)果顯示心率變化與海拔因素和人員類型無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),證明兩者同時(shí)納入研究不會(huì)產(chǎn)生異質(zhì)性,說(shuō)明異質(zhì)性的來(lái)源不是單一因素產(chǎn)生的。結(jié)合亞組分析與Meta回歸結(jié)果分析證明海拔因素與人員類型均是異質(zhì)性的主要來(lái)源。

血氧飽和度數(shù)據(jù)進(jìn)行亞組分析結(jié)果顯示,按人員類型和海拔進(jìn)行分組時(shí),各組內(nèi)無(wú)異質(zhì)性而整體異質(zhì)性保持不變。故進(jìn)行Meta回歸分析,結(jié)果顯示血氧飽和度與海拔的相關(guān)性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.006),并且回歸模型擬合程度高(R2=0.891),證明血氧飽和度數(shù)據(jù)中的異質(zhì)性主要來(lái)源于海拔因素。

3 討 論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員在高海拔環(huán)境下主要睡眠結(jié)構(gòu)變化為NREM2期增加和REM期睡眠減少,而健康人在高原環(huán)境下睡眠結(jié)構(gòu)變化主要為NREM1、2期睡眠增加,而NREM3、4期和REM期睡眠減少,且健康人群較運(yùn)動(dòng)員睡眠結(jié)構(gòu)變化程度大?；貧w分析結(jié)果顯示回歸模型與人員類型的擬合程度最高,證明人員類型是異質(zhì)性的主要來(lái)源。

NREM2期睡眠屬于非快速動(dòng)眼期向深度睡眠過(guò)渡階段,研究顯示NREM2期睡眠增加與睡眠質(zhì)量直接相關(guān)[23],高原環(huán)境下運(yùn)動(dòng)員NREM2期睡眠增加對(duì)訓(xùn)練和體力恢復(fù)有巨大影響。REM期睡眠屬于快速動(dòng)眼期睡眠同時(shí)會(huì)產(chǎn)生夢(mèng),REM期睡眠深度較淺并且大腦警覺(jué)性高,REM期睡眠可以提高人體的記憶力和思維反應(yīng)能力,相反REM期睡眠減少對(duì)運(yùn)動(dòng)員記憶力、反應(yīng)能力和認(rèn)知能力會(huì)造成影響[24];健康人群在高原低氧環(huán)境下睡眠顯示為NREM1、2期睡眠增加而NREM3、4期和REM期睡眠減少,說(shuō)明健康人群在高原環(huán)境下多處于淺睡眠狀態(tài),且健康人群NREM2期睡眠比例較運(yùn)動(dòng)員小,睡眠質(zhì)量較低,與運(yùn)動(dòng)員相比更難恢復(fù)體力與精力,更容易出現(xiàn)疲勞、嗜睡、注意力不集中、記憶力減退等情況。

分析原因發(fā)現(xiàn)造成高原環(huán)境下運(yùn)動(dòng)員與健康人群睡眠差異的原因有:(1)高原環(huán)境下為維持機(jī)體供氧會(huì)導(dǎo)致心率增加,需提高機(jī)體內(nèi)的氧氣運(yùn)輸來(lái)改善缺氧狀態(tài),這是健康人群進(jìn)入高原低氧環(huán)境后心率變化較大的主要原因,而運(yùn)動(dòng)員由于平時(shí)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度普遍比其他人強(qiáng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng),平時(shí)就會(huì)經(jīng)常存在“運(yùn)動(dòng)缺氧”狀態(tài),且普遍存在“運(yùn)動(dòng)員心臟”,因此,運(yùn)動(dòng)員在高原環(huán)境下心率變化較小,抗低氧的能力也較普通健康人強(qiáng),可以更好地適應(yīng)低氧環(huán)境;(2)高原環(huán)境下血氧飽和度降低可導(dǎo)致睡眠期間周期性呼吸與呼吸暫停發(fā)生,周期性呼吸與睡眠呼吸暫?？芍苯訉?dǎo)致睡眠周期紊亂和睡眠障礙的發(fā)生[25]。而周期性呼吸與睡眠呼吸暫停多發(fā)于淺睡眠階段,與運(yùn)動(dòng)員相比,健康人群血氧飽和度更低,在高原環(huán)境下更易發(fā)生睡眠周期紊亂和睡眠障礙。

本研究主要存在以下問(wèn)題:(1)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)大多來(lái)源于國(guó)外學(xué)者的研究,國(guó)內(nèi)研究較少;(2)文獻(xiàn)中運(yùn)動(dòng)員睡眠研究在海拔3 600 m僅有1篇,其他文獻(xiàn)均在海拔2 200 m左右且是模擬中度高原低氧環(huán)境并無(wú)低壓等其他高原環(huán)境條件,與真實(shí)高原低壓、低氧環(huán)境存在差異;(3)在研究過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員睡眠各期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)較為完整,但健康人的多導(dǎo)睡眠分期數(shù)據(jù)大多以合并形式存在且單位大多不統(tǒng)一,故在本文中對(duì)納入文獻(xiàn)數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為百分?jǐn)?shù)后進(jìn)行Meta分析。對(duì)于文獻(xiàn)中只有均值與95%CI的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)通過(guò) WAN等[26]文獻(xiàn)中的計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo)SMD以盡量減小誤差,提高數(shù)據(jù)分析的可信度。

綜上所述,運(yùn)動(dòng)員與健康人群在高原環(huán)境下睡眠變化具有明顯的差異,證明高原環(huán)境下運(yùn)動(dòng)員與健康人屬于不同群體。目前國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)員在高原環(huán)境下的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)研究較少,因此需要加大相關(guān)研究力度,為運(yùn)動(dòng)員在高原環(huán)境下睡眠及睡眠期間的生理效應(yīng)變化研究提供數(shù)據(jù)支撐。