定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)下體育生與非體育生心率變異性比較研究

申日娜，陳樂(lè)琴

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定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)下體育生與非體育生心率變異性比較研究

申日娜，陳樂(lè)琴

山西師范大學(xué)體育學(xué)院，山西臨汾，041000。

目的：探討體育生與非體育生在定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中心率變異性指標(biāo)是否有差異，為提高大學(xué)生的心臟功能提供科學(xué)依據(jù)。方法：隨機(jī)選取山西師范大學(xué)體育專(zhuān)業(yè)女生15名，非體育專(zhuān)業(yè)15名，分別進(jìn)行安靜狀態(tài)下、定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中、運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的HRV測(cè)試，應(yīng)用MEGA心率變異性儀器進(jìn)行記錄與分析。結(jié)果：在安靜狀態(tài)下體育生心率變異性大于非體育生，但沒(méi)有顯著差異；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，非體育生迷走神經(jīng)降低程度大于體育生，且具有顯著性差異；在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期，非體育生交感神經(jīng)張力大于體育生，且具有顯著性差異。結(jié)論：體育生的心率變異性大于非體育生，非體育生要加強(qiáng)體育鍛煉，促進(jìn)身體健康。

定量負(fù)荷；運(yùn)動(dòng)；體育生；非體育生；心率變異性

隨著科技水平的提高，健康意識(shí)受到很大的重視，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到健康的重要性，健康是夢(mèng)想的基礎(chǔ)，然而高校是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的基地，大學(xué)生對(duì)國(guó)家的發(fā)展起著重大的作用，因此，大學(xué)生的體質(zhì)健康非常重要。大量研究表明，體育鍛煉可以增強(qiáng)體質(zhì)，長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)可以提高肺功能和心血管機(jī)能，降低安靜時(shí)心率，增強(qiáng)心臟的儲(chǔ)備能力。心率是由竇房結(jié)為起搏點(diǎn)的心臟節(jié)律性活動(dòng)，竇房結(jié)的自律性活動(dòng)受到迷走神經(jīng)和交感神經(jīng)的控制。而心率變異性是評(píng)價(jià)交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的張力及平衡性的重要指標(biāo)。心率變異性（HRV）是指：正常心搏的RR間期不是完全一致的，是交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)平衡的最佳表現(xiàn)，從而形成每搏間期的差異。心率變異性中蘊(yùn)含著大量心血管信息，迷走神經(jīng)興奮時(shí)，心率減慢，心率變異性增大，迷走神經(jīng)受損時(shí)，心率加快，心率變異性減小。

本研究旨在發(fā)現(xiàn)體育生與非體育生在定量負(fù)荷狀態(tài)下心率變異性變化，探討體育生與非體育生心率變異性有無(wú)差異，為提高大學(xué)生的心臟功能提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)大學(xué)生身體健康。

1 研究方法對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究依照自愿和隨機(jī)的原則，對(duì)山西師范大學(xué)的學(xué)生進(jìn)行招募，隨機(jī)選取體育專(zhuān)業(yè)女生15名，非體育專(zhuān)業(yè)女生15名。

表1 受試者的基本身體特征

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法 查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，檢索內(nèi)容包括：心率變異性的概念、運(yùn)動(dòng)對(duì)心率變異性的影響、心率變異性指標(biāo)在體育領(lǐng)域的運(yùn)用等相關(guān)資料，對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行篩選、分類(lèi)和整理，全面更好的掌握與本研究相關(guān)的現(xiàn)狀和最新研究成果，為本文的研究奠定基礎(chǔ)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試法（1）測(cè)試方案：對(duì)所有受試者佩戴MEGA心率變異性測(cè)試儀分別進(jìn)行安靜狀態(tài)下、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中、運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的HRV測(cè)試，安靜狀態(tài)下、運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的HRV測(cè)試采用仰臥位姿勢(shì)，運(yùn)動(dòng)中HRV的測(cè)試采用定量負(fù)荷機(jī)能實(shí)驗(yàn)。

（2）定量負(fù)荷機(jī)能測(cè)試：所有受試者采用功率Custo-Med 3000型自行車(chē)，以60rpm騎蹬進(jìn)行逐級(jí)遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)測(cè)試。具體負(fù)荷安排見(jiàn)表2。

表2 運(yùn)動(dòng)負(fù)荷安排一覽表

本實(shí)驗(yàn)采取逐級(jí)遞增負(fù)荷試驗(yàn)，因此，采用限制性運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)終止的標(biāo)準(zhǔn)：①血壓異常：≥200/110mmHg或者舒張壓下降20mm以上；②心率達(dá)到預(yù)計(jì)最大心率；③受試者提出停止測(cè)試；④受試者主觀感受（RPE）≥17；⑤不能維持所要求的速度10s。出現(xiàn)上述其中某一終止標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，立即停止測(cè)試。安靜時(shí)呼吸技能的相關(guān)指標(biāo)和心率為坐在功率自行車(chē)上靜坐1min的測(cè)試值。

實(shí)驗(yàn)前及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意事項(xiàng)：向受試者介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程和相關(guān)注意事項(xiàng)，征得同意并在知情同意書(shū)上簽字。測(cè)試前48h不得參加劇烈運(yùn)動(dòng)、不吸煙、不喝酒、不喝咖啡，保證正常飲食，未服任何治療藥物。實(shí)驗(yàn)前熟悉實(shí)驗(yàn)程序。

（3）測(cè)試指標(biāo)：測(cè)試指標(biāo)有受試者的基本情況，指標(biāo)包括年齡、身高、體重；HRV的測(cè)試指標(biāo)：時(shí)域指標(biāo)SDNN、RMSSD、PNN50、頻域指標(biāo)有：HF、LF、HF/LF。

（4）實(shí)驗(yàn)儀器：研究中使用電子身高計(jì)、電子體重計(jì)、功率自行車(chē)（型號(hào)：Custo-Med 3000）、芬蘭制造MEGA心率變異性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，受試者通過(guò)佩戴心率變異性測(cè)試儀分別進(jìn)行安靜狀態(tài)下、定量負(fù)荷運(yùn)動(dòng)下、運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期的心率變異性測(cè)試，本研究采用短時(shí)間HRV測(cè)試。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS17.0版本進(jìn)行分析，以P<0.05為顯著性差異，P<0.01為極顯著性差異，P>0.05為沒(méi)有顯著性差異，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，進(jìn)行兩組之間的比較，數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。

2 研究結(jié)果

2.1 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下HRV指標(biāo)比較

安靜狀態(tài)下體育生與非體育生HRV指標(biāo)見(jiàn)表3、表4和圖1、圖2。從表中可以看出，體育組與非體育組之間時(shí)域指標(biāo)（HR, RR, SDNN, RMSSD）和頻域指標(biāo)（VLF, LF, HF, LF/HF）都沒(méi)有顯著差異，但是體育組時(shí)域指標(biāo)中RR, RMSSD高于非體育組，HR低于非體育生，體育組頻域指標(biāo)中VLF,LF,HF,LF/HF都高于非體育組。

表3 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下時(shí)域指標(biāo)比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖1 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下時(shí)域指標(biāo)比較

表4 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下頻域指標(biāo)比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖2 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下頻域指標(biāo)比較

2.2 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中HRV指標(biāo)比較

在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中體育生與非體育生HRV指標(biāo)見(jiàn)表5、表6和圖3、圖4。從表中可以看出，體育組時(shí)域指標(biāo)中RR，SDNN，RMSSD都高于非體育組，HR低于非體育組，其中RR，SDNN，RMSSD兩組之間有顯著差異（P<0.05）；體育組頻域指標(biāo)中VLF，LF，LF/HF值低于非體育組，且有顯著差異（P<0.05），HF高于非體育組，兩組之間具有顯著差異。

表5 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)域指標(biāo)比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖3 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)域指標(biāo)比較

表6 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中頻域指標(biāo)比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖4 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中頻域指標(biāo)比較

2.3 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期HRV指標(biāo)比較

在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期體育生與非體育生HRV指標(biāo)見(jiàn)表7、表8和圖5、圖6。從表中可以看出，體育組時(shí)域指標(biāo)中RR、SDNN、RMSSD都高于非體育組，HR低于非體育組，其中HR，RR兩組之間有顯著性差異（P<0.05）。體育組頻域指標(biāo)中VLF、LF、LF/HF低于非體育組，HF高于體育組，其中VLF、LF/HF兩組之間有顯著性差異（P<0.05）。

表7 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期時(shí)域指標(biāo)比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖5 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期時(shí)域指標(biāo)比較

表8 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期頻域指標(biāo)比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖6 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期頻域指標(biāo)比較

3 分析與討論

心率變異性（HRV）是逐次心跳間期之間的微小差異，HRV的產(chǎn)生主要是由于心臟竇房結(jié)的自律活動(dòng)通過(guò)交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)，并不斷受到神經(jīng)中樞壓力反射和呼吸活動(dòng)等因素的調(diào)節(jié)作用，使得心跳間期之間一般存在著幾十毫秒的差異。人的交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)相互作用，導(dǎo)致了心率變化的不規(guī)則性，使心血管系統(tǒng)具有某種應(yīng)變潛力。在健康狀態(tài)下，心率變異性值有一定的范圍，當(dāng)心率變異性下降時(shí)，心血管系統(tǒng)健康水平降低，當(dāng)下降到某個(gè)特定值時(shí)，個(gè)體的死亡風(fēng)險(xiǎn)增大。所以，心率變異性可以判定心血管風(fēng)險(xiǎn)水平的依據(jù)和預(yù)測(cè)心血管事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

目前最普遍的HRV的檢測(cè)方法就是：線性分析和非線性分析。線性分析又包括：時(shí)域分析和頻域分析，這兩種分析方法是最常見(jiàn)的方法，非線性分析涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題，所以使用這種方法來(lái)進(jìn)行分析的比較少。時(shí)域指標(biāo)中：HR（心率）是反應(yīng)R-R均值的大小，是指心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)，反應(yīng)心跳的快慢；RR全部正常R-R間期的平均值，是反應(yīng)整體HRV的大小，SDNN是全部竇性R-R間期標(biāo)準(zhǔn)差，反映的是自主神經(jīng)對(duì)心臟的控制能力和恢復(fù)程度，是對(duì)HRV總評(píng)價(jià)的反映；RMSSD表示：所有鄰近竇性R-R間期長(zhǎng)度差異平方均值的平方根，反映迷走神經(jīng)的敏感指標(biāo)。頻域指標(biāo)中：VLF（極低頻帶）是反映交感神經(jīng)功能的；LF是反映交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)的復(fù)合調(diào)節(jié)功能，某些情況下可以反映交感神經(jīng)的敏感性；HF是反映迷走神經(jīng)的敏感性指標(biāo)；LF/HF是反映交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)的平衡狀態(tài)。

3.1 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下HRV指標(biāo)分析

張昕等人通過(guò)研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的學(xué)生與普通大學(xué)生的HRV對(duì)比發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以顯著增大心率變異性，降低安靜時(shí)心率，增強(qiáng)心肺功能。李之俊、高炳宏的研究發(fā)現(xiàn)，12名優(yōu)秀男子賽艇運(yùn)動(dòng)員安靜時(shí)總HRV較高，是普通健康男性的1.63倍，并與最大攝氧量呈顯著性正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示：在安靜狀態(tài)下時(shí)域指標(biāo)中體育生HR（心率）低于非體育生，而反應(yīng)整體心率變異性大小的RR高于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)的RMSSD也高于非體育生；在安靜狀態(tài)下頻域指標(biāo)VLF、LF、HF、LF/HF都高于非體育生，但不存在顯著性差異。分析可以得出：體育生在安靜狀態(tài)下心率低于非體育生，心率變異性大于非體育生，迷走神經(jīng)占主導(dǎo)。

3.2 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中HRV指標(biāo)分析

Eamest研究發(fā)現(xiàn)：自行車(chē)運(yùn)動(dòng)員完成3個(gè)遞增負(fù)荷的訓(xùn)練沖量后發(fā)現(xiàn)，各個(gè)階段安靜心率無(wú)明顯改變，但HRV變化明顯，與此變化密切相關(guān)的兩個(gè)變量是訓(xùn)練量和訓(xùn)練強(qiáng)度，蹬車(chē)是運(yùn)動(dòng)員及正常人LF、HF均降低，但正常人HRV降低幅度更大，運(yùn)動(dòng)員維持了較普通人相對(duì)高的HRV。本研究結(jié)果顯示：在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中時(shí)域指標(biāo)中：HR（心率）低于非體育生，而反應(yīng)整體心率變異性大小的RR高于非體育生，反應(yīng)HRV整體的恢復(fù)程度SDNN高于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)RMSSD高于非體育生，其中RR、SDNN、RMSSD3個(gè)指標(biāo)兩組之間存在顯著性差異；頻域指標(biāo)中顯示：反應(yīng)交感神經(jīng)的VLF、LF低于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)的HF高于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)與交感神經(jīng)平衡性的LF/HF低于非體育生，且VLF、LF、HF、LF/HF指標(biāo)兩組之間都存在顯著性差異。綜合分析得出：在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，體育生的迷走神經(jīng)降低程度低于非體育生，非體育生的交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)失衡程度大于體育生，因此，體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率變異性高于非體育生。

3.3 體育生與非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期HRV指標(biāo)分析

斯琴等人通過(guò)研究運(yùn)動(dòng)員與普通健康人的心率變異性，研究結(jié)果顯示：運(yùn)動(dòng)員在安靜狀態(tài)下的心率低于普通健康人，在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)階段，運(yùn)動(dòng)員HRV的指標(biāo)LF和HF顯著高于普通健康人，運(yùn)動(dòng)員的恢復(fù)比普通健康人快，這就說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員的HF值在安靜狀態(tài)下和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下都顯著高于普通健康人，運(yùn)動(dòng)員的迷走神經(jīng)活性高于普通健康人。本研究結(jié)果顯示：在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)期時(shí)域指標(biāo)中：反應(yīng)整體心率變異性大小的RR高于非體育生，反應(yīng)HRV整體的恢復(fù)程度SDNN高于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)RMSSD高于非體育生，HR（心率）低于非體育生，其中RR，HR指標(biāo)兩組之間存在顯著性差異；頻域指標(biāo)中顯示：反應(yīng)交感神經(jīng)的VLF、LF低于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)的HF高于非體育生，反應(yīng)迷走神經(jīng)與交感神經(jīng)平衡性的LF/HF低于非體育生，其中VLF、LF/HF指標(biāo)兩組之間存在顯著性差異。綜合分析的出：在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)期，非體育生交感神經(jīng)張力大于體育生，交感神經(jīng)占主導(dǎo)，恢復(fù)較慢，因此，非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期心率變異性小于體育生。

4 結(jié) 論

（1）在安靜狀態(tài)下，體育生的心率變異性大于非體育生。

（2）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，體育生的迷走神經(jīng)降低程度低于非體育生，非體育生的交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)失衡程度大于體育生，因此，體育生在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率變異性高于非體育生。

（3）在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期，非體育生交感神經(jīng)張力大于體育生，交感神經(jīng)占主導(dǎo)，恢復(fù)較慢，因此，非體育生在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期心率變異性小于體育生。

（4）非體育生的心率變異性與體育生相比較低，迷走神經(jīng)張力減弱，交感神經(jīng)張力增強(qiáng)。因此，非體育生要加強(qiáng)體育鍛煉，增強(qiáng)心機(jī)功能。

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Sports Students and Non-sports Students under the Quantitative Load Movement Comparative Study of HRV

SHEN Rina, CHEN Leqin

Institute of P.E., Shanxi Normal University, Linfen Shanxi, 041000, China.

Objective: to explore the birth and non-sports sports in quantitative load exercise heart rate variability index differences, which will provide a scientific basis for improve the cardiac function of college students. Methods: randomly selected from Shanxi normal university sports professional girl 15, 15 non-professional sports, respectively for quiet condition, quantitative load exercise, sports convalescence after HRV in the process of test, the application of MEGA heart rate variability for recording and analysis instrument. Results: under the quiet state sports gave birth to heart rate variability is greater than the non-sports gave birth, but no significant difference; In the process of movement, not PE raw extent of the vague nerve is larger than sports, and has significant difference; In recovery after exercise, not PE raw sympathetic nerve tension is greater than the sports, and has significant difference. Conclusion: the sport of heart rate variability is greater than the non-sports, non-sports to strengthen physical exercise, promote physical health.

Quantitative load; Sport; Sports students; Non-sports students; Heart rate variability

1007―6891（2017）02―0031―04

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.02.09

G804.49

A

2016-09-02

2016-09-22