大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)的次序?qū)謴?fù)期心臟自主神經(jīng)功能的影響

胡斐，徐盛嘉，沈銘彬，向奎金，黃強年，田東，馬繼政*

大強度間歇練習(xí)、持續(xù)性有氧耐力練習(xí)以及力量練習(xí)，均可誘導(dǎo)機體產(chǎn)生積極適應(yīng)，促進大眾健康和體適能水平。不同運動方式的大強度間歇練習(xí)對身體成分變化產(chǎn)生積極影響[1]，相比于傳統(tǒng)持續(xù)性低強度有氧耐力練習(xí)，大強度間歇練習(xí)更有利于促進心肺適能[2]；規(guī)律的有氧耐力練習(xí)同樣可以增加體適能水平，以及提高安靜狀態(tài)和運動后的心臟自主神經(jīng)功能，降低心血管疾病的風(fēng)險[3,4]。前期研究業(yè)已表明，不同力量練習(xí)方案均可誘導(dǎo)產(chǎn)生精確的心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)答[5]。

當(dāng)前，評估不同運動形式對心臟自主神經(jīng)功能的影響，通常采用基于RR間期的心率變異（Heart rate Variability，HRV）和心率恢復(fù)（Heart Rate Recovery，HRR）進行間接定量和精確評定[5～7]。此外，在日常訓(xùn)練、大眾健身中普遍采用多種組合練習(xí)[8]，而在前期研究中發(fā)現(xiàn)，組合練習(xí)次序（力量和耐力練習(xí)）可能影響力量收益[9]。研究顯示，大強度（≥85%HRmax）的持續(xù)有氧耐力練習(xí)和間歇練習(xí)均可提高最大攝氧量和改善心肺耐力，廣泛用于高水平運動員和臨床實踐[8,10,11]，但大強度的無氧間歇和有氧耐力組合練習(xí)順序?qū)謴?fù)期心自主神經(jīng)功能的影響以及與單一的耐力練習(xí)（大強度的無氧間歇練習(xí)和持續(xù)性有氧練習(xí)）對恢復(fù)期心自主神經(jīng)功能的影響是否存在差異，目前尚不明確。因此，本研究評定大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)的次序?qū)謴?fù)期心臟自主神經(jīng)功能的影響，為全民健身訓(xùn)練處方的制定和日常訓(xùn)練監(jiān)控提供一定依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為15名健康男性學(xué)員，年齡：（21.23±2.09）歲；身高：（176.18±3.53）cm；體重：（69.91±5.21）kg；體指數(shù)：（22.51±1.26）kg/m2，平均訓(xùn)練年限1年。受試者經(jīng)詢問病史、查體、心電圖及超聲心動圖等檢查均未發(fā)現(xiàn)有器質(zhì)性心臟病者，無吸煙史和酗酒史，有規(guī)律參加鍛煉（每周鍛煉不少于4次），排除超重或偏瘦的學(xué)員，排除標(biāo)準(zhǔn)為體指數(shù)（BMI，體重/身高2）：BMI＜18.5或BMI＞24.0。

1.2 研究方法

1.2.1 測試方案

研究采用隨機交互的設(shè)計，受試人員需完成4個不同的運動測試。無氧間歇練習(xí)（Snaerobic Exercise，ANA）、有氧耐力練習(xí)（Aerobic Exercise，AER）和無氧間歇與有氧耐力組合練習(xí)（Concurrent Anaerobic and Aerobic Exercise）。每次測試時間間隔不少于3 d，確保受試人員充分恢復(fù)，期間禁止劇烈運動。

利用Polar team2團隊心率儀（博能公司，F(xiàn)in land）記錄RR間期，包括10 min安靜狀態(tài)，整個運動期間，運動后恢復(fù)期20 min安靜狀態(tài)。通過Polar team軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)，并利用Firstbeat SPORTS系統(tǒng)（version 4.4.0.2,Firstbeat Technologies Ltd.,Jyv?skyl?,Finland）進行分析，數(shù)據(jù)采集的時間為安靜狀態(tài)后5 min（5～10 min），恢復(fù)期20 min。室外溫度為36～38℃，濕度為22%～39%。

1.2.2 運動方案

1.2.2 .1無氧間歇練習(xí)（ANA）

受試者完成一般準(zhǔn)備活動后，進行3組600 m全速跑練習(xí)（主要以無氧代謝為主），組間休息5 min，600 m運動時間平均為（111.32±2.37）s。

1.2.2 .2有氧耐力練習(xí)（AER）

受試者完成一般準(zhǔn)備活動后，進行30 min持續(xù)有氧耐力練習(xí)，總持續(xù)運動距離平均為（6.92±1.58）km。

1.2.2 .3無氧間歇和有氧耐力組合練習(xí)

受試者完成一般準(zhǔn)備活動后，分別進行兩次組合訓(xùn)練練習(xí)方案，無氧間歇練習(xí)+有氧耐力練習(xí)（ANA+AER）和有氧耐力練習(xí)+無氧間歇練習(xí)（AER+ANA），有氧耐力和無氧間歇組合練習(xí)組間休息15 min，無氧間歇和有氧耐力練習(xí)同上。兩次組合練習(xí)總持續(xù)時間平均分別為（60.49±4.07）min和（60.23±3.88）min。

1.2.3 研究指標(biāo)

研究指標(biāo)為心率（Heart Rate，HR）和心率變異（Heart Rate Variability，HRV）的時域指標(biāo)和頻域指標(biāo)。時域指標(biāo)包括全程相鄰NN間期之差的均方根值（Root of the Mean Squared Successive Differences of in RR Intervals，RMSSD），單位為ms；全部NN間期的標(biāo)準(zhǔn)差（the Mean Standard Eeviation of RR Inter vals，SDNN）。頻域指標(biāo)包括低頻（Low Frequency，LF），單位為ms2，頻譜范圍：0.04～0.15 Hz；高頻（High Frequency，HF），單位為ms2，頻譜范圍：0.15～0.40 Hz以及LF/HF比率。以及其他的定量參數(shù)包括：運動后的過氧消耗值（Excess Post-Exercise Oxygen Consumption，EPOC）和運動沖量（Training Impulse，TRIMP），可定量反映運動強度和運動總量。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

繪圖采用GraphPad Prism5。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件處理，進行方差齊性檢驗，并采用單因素方差（One-Way ANOVA）進行多組分析，組間差異采用Post-hoc檢驗，數(shù)據(jù)前后比較采用配對T檢驗，顯著水平定為P＜0.05。

2 結(jié)果

2.1 大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)運動中HR的變化

與安靜狀態(tài)相比，4個運動整體上HR均值均顯著增加（P＜0.05）。整體上無氧間歇和有氧組合練習(xí)HR均顯著低于單一的無氧間歇練習(xí)和有氧練習(xí)（P＜0.05），但組合練習(xí)的次序間不存在差異（P＞0.05）（圖1A），表明組合練習(xí)運動負荷相同。此外，運動中組合練習(xí)的次序間HR不存在差異（圖1B），且與單一的無氧間歇練習(xí)和有氧耐力練習(xí)無顯著差異（P＞0.05）（圖1），表明4個練習(xí)運動強度相同，ANA+AER中無氧練習(xí)和有氧耐力練習(xí)HR分別（185.29±10.59）次/分和（179.40±8.40）次/分，AER+ANA中無氧練習(xí)和有氧耐力練習(xí)HR分別為（184.15±9.20）次/分和（180.17±11.39）次/分，均為大強度運動[10,11]。

圖1 不同運動方案運動中HR的變化Figure 1 Changes of HR during the Various Exercises

2.2 大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)EPOC和TRIMP指標(biāo)的變化

與安靜狀態(tài)相比，4個運動整體上EPOC和TRIMP均值均顯著增加（P＜0.05）（圖2）；與單一的無氧間歇練習(xí)和有氧耐力練習(xí)相比，組合練習(xí)EPOC和TRIMP均值均顯著增加（P＜0.05）（圖2）；單一的有氧耐力練習(xí)EPOC和TRIMP均值顯著高于單一的無氧間歇練習(xí)（P＜0.05）（圖2）；但組合練習(xí)次序間無顯著差異（P＞0.05），表明內(nèi)部負荷和運動強度相同。

圖2 不同運動方案EPOC（A）和TRIMP（B）值變化Figure 2 Changes of EPOC（A）and TRIMP（B）during the Different Exercises

2.3 大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)恢復(fù)期HR和HRV的變化

2.3.1 大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)恢復(fù)期HR和HRV時域指標(biāo)的變化

不同運動方案練習(xí)后，早期恢復(fù)階段（0～5 min）HR均值均迅速回落，并且隨著恢復(fù)時間增加（0～20 min），HR均值有顯著降低的趨勢（P＜0.05），但仍顯著高于靜息HR均值（P＜0.05）（圖3A），提示恢復(fù)期20 min內(nèi)HR仍未完全恢復(fù)。此外，在同一恢復(fù)期階段，不同運動方案之間HR均值不存在組間差異（P＞0.05）；不同運動方案練習(xí)后，RMSSD、SDNN和SDNN/HR均值均顯著低于安靜水平（P＜0.05）（圖3B、C、D），隨著恢復(fù)時間延長（0～20 min），RMSSD、SDNN和SDNN/HR均值在恢復(fù)期階段均無顯著差異（P＞0.05），同樣的，在同一恢復(fù)期階段內(nèi)，不同運動方案之間RMSSD、SDNN和SDNN/HR均值不存在組間差異（P＞0.05）（圖3），表明大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)的次序不影響運動后恢復(fù)期心臟自主神經(jīng)功能的應(yīng)答。

圖3 不同運動方案練習(xí)后恢復(fù)期HR和HRV時域指標(biāo)的變化（A，HR；B，RMSSD；C，SDNN；D，SDNN/HR）Figure 3 Changes of HR and HRV Time Domain Indices during the Recovery Time（A.HR；B.RMSSD；C.SDNN；D.SDNN/HR）

2.3.2 大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)恢復(fù)期HRV頻域指標(biāo)的變化

與安靜狀態(tài)相比，不同運動方案練習(xí)后，恢復(fù)期階段（0～20 min）HF和LF均值均顯著降低（P＜0.05），但隨著恢復(fù)時間的增加，HF和LF均值均有增加趨勢，但無顯著差異（P＞0.05）；在15～20min恢復(fù)期階段，HF和LF均值均顯著高于0～5 min、5～10 min和10～15 min恢復(fù)期均值；在同一恢復(fù)期階段內(nèi)，不同運動方案之間HF和LF均值不存在組間差異（P＞0.05）（圖4A、B）。

不同運動方案練習(xí)后，在恢復(fù)期階段（0～20 min）LF/HF均值均顯著高于安靜狀態(tài)（P＜0.05）（圖4C）；與0～5 min恢復(fù)期相比，10～15 min和15～20 min恢復(fù)期LF/HF均值均顯著增加（P＜0.05）；15～20 min恢復(fù)期LF/HF均值均顯著高于5～10 min和5～10 min恢復(fù)期均值（P＜0.05）。此外，在同一恢復(fù)期階段內(nèi)，不同運動方案之間LF/HF均值不存在組間差異（P＞0.05）。同樣表明大強度的無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)及其組合練習(xí)的次序不影響運動后恢復(fù)期心臟自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)。

圖4 不同運動方案練習(xí)后恢復(fù)期心率變異性頻域指標(biāo)的變化（A，HF；B，LF；C，LF/HF）Figure 4 Changes of HRV Frequency Domain Indices during the Recovery Period after the Different Exercises（A.HF；B.LF；C.LF/HF）

3 分析討論

本研究通過HRV以及HRR評定單一的大強度無氧間歇練習(xí)和有氧耐力練習(xí)以及大強度的無氧間歇和有氧耐力練習(xí)的組合練習(xí)次序?qū)謴?fù)期心臟自主神經(jīng)功能的影響。本研究結(jié)果顯示，單一的大強度無氧間歇練習(xí)和持續(xù)性有氧耐力練習(xí)后，HR和HRV指標(biāo)在同一恢復(fù)期階段（0～20 min）的變化與組合練習(xí)相似，并且在既定的運動強度和負荷情況下，不同組合練習(xí)次序的運動方案在整個恢復(fù)期階段，分別代表交感神經(jīng)活性（SDNN和LF）、副交感神經(jīng)活性（RMSSD、SDNN/HR和HF）以及代表交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)平衡能力（LF/HF）的HRV指標(biāo)變化基本一致。因此，大強度無氧間歇練習(xí)、有氧練習(xí)及其組合練習(xí)的次序，并不影響20 min恢復(fù)期心臟自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)。結(jié)果提示，耐力運動后恢復(fù)期心臟自主神經(jīng)功能的調(diào)整可能不具有運動形式依賴性。

運動誘導(dǎo)機體在恢復(fù)期產(chǎn)生應(yīng)答，通過無創(chuàng)技術(shù)監(jiān)控HRV和HRR的變化，間接評定心臟自主神經(jīng)功能[6]。運動誘導(dǎo)自主神經(jīng)張力產(chǎn)生動態(tài)變化，并且交感神經(jīng)保持激活狀態(tài)以及較低且穩(wěn)定的副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)，維持機體運動中及運動后的恢復(fù)[6]。研究認為，不同運動方案的差異（如力量練習(xí)和耐力練習(xí)），同樣影響運動中及運動后心臟自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)。前期研究發(fā)現(xiàn)，3種不同力量練習(xí)方案，均可誘導(dǎo)心自主神經(jīng)功能在運動中和運動后產(chǎn)生特異性調(diào)整，而即使在進行高強度練習(xí)期間，副交感神經(jīng)并沒有完全撤離[12]。在早期恢復(fù)階段，運動后即刻副交感神經(jīng)再激活，并且在恢復(fù)期4～10 min內(nèi)保持相對恒定。

一般認為，運動后HR下降的主要原因與副交感神經(jīng)活性的重新激活、交感活性恢復(fù)有關(guān)[6]。停止運動后，中樞指令、運動性壓力反射傳入（機械敏感性）的中斷，HR迅速恢復(fù)[5～7]。本研究結(jié)果顯示，大強度的無氧間歇練習(xí)和有氧耐力練習(xí)的組合練習(xí)次序，并不影響運動后恢復(fù)期心自主神經(jīng)功能的調(diào)節(jié)，其HRV變化與相同強度的無氧間歇練習(xí)和持續(xù)有氧耐力練習(xí)變化相似。而Mourot等認為，間歇運動的心自主神經(jīng)功能在運動后即刻恢復(fù)期更為緩慢，即使間歇練習(xí)和持續(xù)練習(xí)的運動總量相同，但持續(xù)有氧耐力練習(xí)運動強度（通氣閾強度運動）高于間歇練習(xí)運動強度[13]。此外，Gladwell等研究結(jié)果顯示，進行20 min大強度恒定負荷的有氧耐力運動（血乳酸濃度為4 mmol/L），副交感神經(jīng)再激活并恢復(fù)至基礎(chǔ)水平至少需要30 min[14]。

另外，本研究顯示，在恢復(fù)階段的早期（0～20 min），LF/HF持續(xù)增加，表明恢復(fù)期仍是交感神經(jīng)調(diào)節(jié)占主導(dǎo)，研究推測可能與運動誘導(dǎo)機體代謝應(yīng)激增加有關(guān)，需要更長的恢復(fù)時間。Pober等進行一次性運動實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運動后24 h，迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)逐漸占主導(dǎo)，交感神經(jīng)活性被抑制[15]。Mourot等發(fā)現(xiàn)，大強度持續(xù)練習(xí)和間歇練習(xí)均在恢復(fù)期60 min，LF/HF和LFnu顯著降低，PT、PHF和RMSSD略有增加，提示副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)逐漸占優(yōu)[13]。但也有研究認為，進行大強度無氧間歇練習(xí)（Wingate測試）和持續(xù)性有氧耐力練習(xí)，心自主神經(jīng)功能在運動后2 h已完全恢復(fù)。這可能與運動方式、運動強度、持續(xù)時間以及個體差異等有關(guān)。本研究結(jié)果中，早期恢復(fù)階段，單一的大強度無氧間歇練習(xí)、有氧耐力練習(xí)以及其組合練習(xí)次序均不影響心臟自主神經(jīng)功能恢復(fù)，而不同的練習(xí)強度或更長的恢復(fù)時間（≥20 min）以及機體代謝變化等對恢復(fù)期心自主神經(jīng)功能的影響并不清楚，有待進一步研究。

4 結(jié)論

在早期恢復(fù)階段（0～20 min），大強度無氧間歇練習(xí)、有氧練習(xí)及其組合練習(xí)，運動后HRV變化趨于一致，提示耐力運動后心自主神經(jīng)功能的調(diào)整可能不具有運動形式依賴性。此外，大強度無氧間歇和有氧耐力的組合練習(xí)次序不影響運動后恢復(fù)期心臟自主功能的調(diào)節(jié)；恢復(fù)期20 min，交感活性仍處于較高水平。

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