不同強(qiáng)度游泳對(duì)成年代謝綜合征患者安靜時(shí)心率變異性的影響

董煜，徐國(guó)偉

（1.北京石油化工學(xué)院，北京 102617；2.中國(guó)兒童中心 體育部，北京 100025）

不同強(qiáng)度游泳對(duì)成年代謝綜合征患者安靜時(shí)心率變異性的影響

董煜1，徐國(guó)偉2

（1.北京石油化工學(xué)院，北京 102617；2.中國(guó)兒童中心 體育部，北京 100025）

目的觀察不同強(qiáng)度游泳對(duì)成年代謝綜合征（MS）患者安靜時(shí)心率變異性（HRV）的影響。方法 選取成年MS患者126例，根據(jù)入組先后順序分為低強(qiáng)度組、中強(qiáng)度組及高強(qiáng)度組，各42例。各組均進(jìn)行為期4周不同強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)并比較運(yùn)動(dòng)前后HRV指標(biāo)。結(jié)果①各組LF運(yùn)動(dòng)后即刻降低，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢上升，高強(qiáng)度組上升的最明顯（P＜0.05）。低強(qiáng)度組HF運(yùn)動(dòng)后即刻上升，中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后即刻降低（P＜0.05）；②各組SDNN運(yùn)動(dòng)后即刻下降，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢上升，但比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。各組RMSSD運(yùn)動(dòng)后即刻上升，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢降低（P＜0.05）。各組PNN50運(yùn)動(dòng)后即刻下降，在恢復(fù)期30 min內(nèi)中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組緩慢上升，而低強(qiáng)度組持續(xù)下降（P＜0.05）；③中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后LF、HF、SDNN、RMSSD及PNN50較運(yùn)動(dòng)前升高，LF/HF較運(yùn)動(dòng)前降低，且與低強(qiáng)度組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05或P＜0.01）。結(jié)論4周中強(qiáng)度和高強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)可以改善MS成人患者的HRV，而低強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)HRV影響不明顯。

游泳；代謝綜合征；成人；心率變異性

Abstract:ObjectiveTo observe the influence of swimming exercise at different intensities on heart rate variability of adult with metabolic syndrome (MS)in quiet condition.MethodsA total of 126 adults with MS were divided into the low intensity exercise group,the moderate intensities of exercise group and the high intensity exercise group.All groups were given different intensities of swimming exercise training for 4 weeks,and the HRV indexes were compared between before and after exercise.ResultsThe LF were reduced on the training instantaneousness,and rose slowly in 30 min of recovery time in the three groups,and the most obviously rising group was the high intensity exercise group (P＜0.05).HF increased in the low intensity exercise group,and reduced in the moderate and high intensity exercise group on the training immediately(P＜0.05).The SNDD reduced on the training immediately,and rose slowly on recovery time of 30 min in the three groups,but there was no statistically significant difference between the groups (P＞0.05).The RMSSD rose on the training immediately in the three groups,and in 30 min of recovery time the RMSSD rose slowly in the three groups.The PNN50 reduced on the training immediately in the three groups,and in 30 min of recovery time,the PNN50 rose slowly in the moderate and high intensity exercise group,and reduced in the low intensity exercise group (P＜0.05).LF,HF,RMSSD and PNN50 rose and LF/HF reduced significantlyafter exercise in the moderate and high intensity exercise group compared with the low intensity group (P＜0.05 orP＜0.01).ConclusionsThe moderate and high intensity swimming exercise training can improve HRV in adults with MS,but there is no significant effect of low intensity swimming exercise training on HRV.

Keywords:swimming;metabolic syndrome;adult;heart rate variability

運(yùn)動(dòng)干預(yù)是防治肥胖的首選方法，適宜的有氧運(yùn)動(dòng)可提高脂肪代謝酶活性，促進(jìn)脂肪分解與利用，抑制脂肪合成，從而逐漸消除體內(nèi)堆積的脂肪，改善脂代謝[1]。心率變異性（heart rate variability，HRV）是指逐次心跳間RR間期的微小變異，其實(shí)質(zhì)是反應(yīng)自主神經(jīng)系統(tǒng)交感神經(jīng)活性與迷走神經(jīng)活性及其平衡協(xié)調(diào)的關(guān)系，即心臟自律系統(tǒng)的調(diào)控能力[2]。如果自主神經(jīng)系統(tǒng)長(zhǎng)期處于失衡或活性下降的狀態(tài)，人體易于出現(xiàn)內(nèi)臟功能紊亂的現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)效果的降低，增加運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，甚至損害身體健康。研究[3]發(fā)現(xiàn)，不同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對(duì)HRV影響不同，在構(gòu)成運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的諸多因素中，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響尤為明顯。黃劍雅等[4]發(fā)現(xiàn)，針對(duì)40～49歲男性進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以有效改善HRV水平。目前，國(guó)內(nèi)通過調(diào)整運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度改善HRV水平的研究多集中于中老年人群，且運(yùn)動(dòng)形式不一，而缺乏針對(duì)于專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)在特殊人群中的相關(guān)研究。因此，本研究選取代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）成年人為研究對(duì)象，觀察不同游泳運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)HRV的影響，探討更適合的游泳方式，為大眾科學(xué)健身提供試驗(yàn)性依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取符合MS診斷標(biāo)準(zhǔn)的成年人126例。其中，男性67例，女性59例；年齡20～45歲，平均（35.44±4.16）歲。根據(jù)入組先后順序分為低強(qiáng)度組、中強(qiáng)度組及高強(qiáng)度組，各42例。納入標(biāo)準(zhǔn)：MS診斷符合2007年國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]；①近3個(gè)月體重穩(wěn)定；②無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)習(xí)慣或活動(dòng)，如晨練、健身或跑步等；③不吸煙或戒煙＞6個(gè)月。排除標(biāo)準(zhǔn)：①近2周患有急慢性感染者；②已確診為糖尿病或使用胰島素控制血糖者；③合并繼發(fā)性高血壓、血脂紊亂、嚴(yán)重肝腎功能不全或心功能Ⅱ級(jí)以上者。各組性別、年齡、身高、體重、體質(zhì)指數(shù)（body mass index，BMI）及腰圍比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性（P＞0.05）（見表1）。本研究經(jīng)過倫理委員會(huì)審核，研究對(duì)象均簽署知情同意書。

表1 各組基線資料的比較 （n=42，±s）

表1 各組基線資料的比較 （n=42，±s）

組別男/女年齡/歲身高/m體重/kgBMI/（kg/m2）腰圍/cm低強(qiáng)度 21/21 35.71±4.22 1.71±0.43 79.21±3.45 27.08±0.86 94.10±10.11中強(qiáng)度 22/20 36.25±3.81 1.71±0.17 82.62±4.00 28.25±0.48 93.57±9.34高強(qiáng)度 24/18 35.41±4.58 1.74±0.25 80.50±4.52 26.59±0.87 94.41±9.25

1.2 方法

1.2.1 分組與適應(yīng)根據(jù)入組先后順序分為低強(qiáng)度組、中強(qiáng)度組及高強(qiáng)度組，各42例。于研究開始前3天進(jìn)行適應(yīng)性游泳運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為最高心率（heart rate max，HRmax）的 50%，1 次 /d，時(shí)長(zhǎng)約 15 min。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的評(píng)定根據(jù)美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)針對(duì)健康成人的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)表：①35%～54%HRmax為低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)；②55%～69%HRmax為中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)；③70%～89%HRmax為高強(qiáng)度；最大心率為220次/min。由運(yùn)動(dòng)方案開始前收集所有受試者24 hHRV指標(biāo)。

1.2.2 運(yùn)動(dòng)方案各組3 d適應(yīng)性游泳運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，即開始進(jìn)行為期4周的不同強(qiáng)度的游泳訓(xùn)練，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程在醫(yī)護(hù)人員和游泳教練等專人監(jiān)督下完成。試驗(yàn)于我校游泳館進(jìn)行，運(yùn)動(dòng)開始前進(jìn)行5 min的熱身活動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方案采取400 m自由泳打腿練習(xí)和300 m自由泳，運(yùn)動(dòng)后進(jìn)行整理活動(dòng)采用放松自由泳100 m。運(yùn)動(dòng)頻率為每周3次，每次60 min左右（包括熱身活動(dòng)和整理活動(dòng)）。測(cè)量最后100m完成后即刻的HRV，及恢復(fù)期（運(yùn)動(dòng)后1～5 min及30 min后）的HRV，另再分別對(duì)所有完成者進(jìn)行24 hHRV測(cè)量，并剔除不符合運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。

1.2.3 儀器與指標(biāo)采用動(dòng)態(tài)心電圖機(jī)和三通道模擬V5、V1、aVF導(dǎo)聯(lián)記錄器（美國(guó)GE公司）進(jìn)行HRV檢測(cè)。分別進(jìn)行頻域分析獲得低頻功率（low frequency，LF），頻段 0.04～0.15 Hz；高頻功率（high frequency，HF），頻段 0.15～0.40 Hz；低高頻功率的比值（LF/HF）。通過時(shí)域分析獲得全部正常RR間期的標(biāo)準(zhǔn)差（standard diviation of NN intervals，SDNN）；相鄰RR間期差值均方的平方根（root mean square of successive difference，RMSSD）；相鄰 RR 間期差大于50 ms的個(gè)數(shù)占總心跳次數(shù)額百分比（PNN50）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位距）[M（QL，QU）]表示，同一組中不同時(shí)間數(shù)據(jù)比較采用重復(fù)測(cè)量設(shè)計(jì)的方差分析，多組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組恢復(fù)期HRV頻域指標(biāo)的變化

剔除不符合運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)和未完成4周試驗(yàn)者后，最終完成者120例。運(yùn)動(dòng)后各組LF即刻降低，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢上升，高強(qiáng)度組上升的最明顯，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=9.433、6.818及4.011，P=0.000、0.019及0.040）；運(yùn)動(dòng)后低強(qiáng)度組HF即刻上升，而中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后HF即刻下降，在恢復(fù)期3 min內(nèi)低強(qiáng)度組和中強(qiáng)度組HF緩慢下降，高強(qiáng)度組緩慢上升，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.588、0.417 及 0.913，P=0.805、0.837 及 0.689）。見圖1。

圖1 各組恢復(fù)期HRV頻域指標(biāo)的變化

2.2 各組恢復(fù)期HRV時(shí)域指標(biāo)的變化

觀察各組HRV時(shí)域指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后各組SDNN即刻下降，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢上升，但比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.220、0.180及0.371，P=0.558、0.312及0.623）；運(yùn)動(dòng)后各組RMSSD即刻上升，以高強(qiáng)度組最為明顯，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢下降（F=11.276、8.465 及 6.818，均 P=0.000）；運(yùn)動(dòng)后各組PNN50即刻降低，以高強(qiáng)度組最為明顯，在恢復(fù)期30 min內(nèi)中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組緩慢上升，而低強(qiáng)度組持續(xù)降低，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=6.371、4.052 及 3.174，P=0.007、0.036 及 0.045）。見圖 2。

圖2 各組恢復(fù)期HRV時(shí)域指標(biāo)的變化

2.3 各組4周運(yùn)動(dòng)前后HRV頻域指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)的變化

各組運(yùn)動(dòng)前頻域指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （t=0.803、1.159、1.930、1.636、1.820 及1.770，P=0.401、0.250、0.188、0.230、0.299 及 0.107）；中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后LF、HF、SDNN、RMSSD及PNN50較運(yùn)動(dòng)前升高，LF/HF較運(yùn)動(dòng)前降低，且與低強(qiáng)度組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而低強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)前后各頻域指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表 2。

表2 各組4周運(yùn)動(dòng)前后HRV頻域和時(shí)域指標(biāo)的變化比較 （±s）

表2 各組4周運(yùn)動(dòng)前后HRV頻域和時(shí)域指標(biāo)的變化比較 （±s）

注：1）與同組內(nèi)運(yùn)動(dòng)前比較，P＜0.05；2）不同組間，與低強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后比較，P＜0.05；3）與中強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后比較，P＜0.05

頻域指標(biāo)LF/ms2 HF/ms2低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前 20/20 266.20±92.42 141.40±52.19運(yùn)動(dòng)后 299.17±100.34 155.62±55.71中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前 22/20 266.80±94.51 146.31±64.11運(yùn)動(dòng)后 334.30±127.201）2） 179.20±70.301）2）高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)前 21/17 273.58±95.19 145.44±60.57運(yùn)動(dòng)后 419.23±125.631）2）3） 334.85±100.421）2）3）組別 男/女/例LF/HF時(shí)域指標(biāo)SDNN/ms RMSSD/ms PNN50/%1.88±1.77 102.34±34.15 21.39±9.17 4.11（2.24，10.00）1.92±1.80 109.25±35.23 25.90±10.44 5.27（3.15，11.46）1.82±1.47 104.26±26.77 22.34±9.11 5.13（3.87，11.13）1.86±1.811）2） 126.53±30.201）2） 29.10±9.721）2） 8.37（4.62，14.00）1）2）1.88±1.57 103.55±27.49 22.12±8.79 4.75（2.72，11.04）1.25±1.251）2）3） 164.23±31.231）2）3） 34.52±7.411）2）3） 11.12（5.63，18.79）1）2）3）

3 討論

MS是一組以肥胖、高血糖（糖尿病或糖調(diào)節(jié)受損）、血脂異常[高三酰甘油血癥和（或）低高密度脂蛋白血癥]以及高血壓等聚集發(fā)病、嚴(yán)重影響機(jī)體健康的臨床征候群，是一組在代謝上相互關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)因素的組合，該因素直接促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的發(fā)生，也增加2型糖尿病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。研究發(fā)現(xiàn)[6]，MS患者常并發(fā)自主神經(jīng)功能損害，HRV較正常人群降低。既往研究[5]認(rèn)為，長(zhǎng)期規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)可以改善MS患者的糖、脂代謝指標(biāo)，是一種有效的治療方法。游泳是夏季較為受大眾歡迎的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，2013年中國(guó)糖尿病指南推薦[7]其為適合糖尿病和MS患者的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一，但需要根據(jù)個(gè)人情況進(jìn)行選擇。因此，探討更適宜的游泳方式對(duì)大眾科學(xué)健身具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

LF反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的復(fù)合調(diào)節(jié)能力，與壓力感受器反射系統(tǒng)的活動(dòng)有關(guān)；HF反映迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)能力，與呼吸性心率不齊有關(guān)。研究[8]證明，當(dāng)交感神經(jīng)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，LF成分增加，HF成分減少，而當(dāng)迷走神經(jīng)興奮時(shí)，可導(dǎo)致LF成分減少，HF成分增加。本研究發(fā)現(xiàn)，在頻域指標(biāo)中不同強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)后即刻LF降低，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢上升，基本上恢復(fù)至運(yùn)動(dòng)前水平；中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后即刻HF下降，低強(qiáng)度組上升，而在恢復(fù)期30 min內(nèi)低強(qiáng)度組和中強(qiáng)度組HF緩慢下降，高強(qiáng)度組緩慢上升，無(wú)差異，提示在運(yùn)動(dòng)后即刻，迷走神經(jīng)占優(yōu)勢(shì)，使LF成分減少，而HF的變化無(wú)差異，分析可能是HF還受到呼吸節(jié)律等其他因素影響。另外，本研究結(jié)果還提示一次性不同強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)后即刻HRV間存在差異，與于振勇[9]研究結(jié)果類似。

SDNN主要反映交感及迷走神經(jīng)張力大小，用來評(píng)價(jià)自主神經(jīng)系統(tǒng)受損與恢復(fù)的總體程度；RMSSD、PNN50主要反映心率變異性的快變化，即迷走神經(jīng)的張力大小。在本研究中，觀察時(shí)域指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，各組SDNN運(yùn)動(dòng)后即刻下降，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢上升，但無(wú)差異；各組RMSSD運(yùn)動(dòng)后即刻上升，以高強(qiáng)度組最為明顯，在恢復(fù)期30 min內(nèi)緩慢下降；各組PNN50運(yùn)動(dòng)后即刻下降，以高強(qiáng)度組最為明顯，在恢復(fù)期30 min內(nèi)中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組緩慢上升，而低強(qiáng)度組持續(xù)下降。運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期即刻的心功能變化迅速，導(dǎo)致心功能即刻變化的機(jī)制為心臟前負(fù)荷、后負(fù)荷和心肌收縮力的快速變化。由于中樞控制的缺失和壓力反射活動(dòng)的增加，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)停止后迷走神經(jīng)活動(dòng)的快速增加[9]。

MELANSON等[10]對(duì)年齡為36.6歲的11例靜坐少動(dòng)男性進(jìn)行16周的高強(qiáng)度（80%HRR，3次/周，30 min/次）運(yùn)動(dòng)干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)干預(yù)組第12周的PNN50、RMSSD高于運(yùn)動(dòng)干預(yù)前。本研究發(fā)現(xiàn)，中強(qiáng)度組和高強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)后LF、HF、SDNN、RMSSD及PNN50較運(yùn)動(dòng)前升高，LF/HF較運(yùn)動(dòng)前降低，且與低強(qiáng)度組比較有差異，而低強(qiáng)度組運(yùn)動(dòng)前后各頻域指標(biāo)和時(shí)域指標(biāo)比較無(wú)差異，說明4周中強(qiáng)度和高強(qiáng)度組自主神經(jīng)對(duì)心臟調(diào)控能力提高，迷走神經(jīng)功能改善，交感、副交感神經(jīng)興奮性增加，提示4周中強(qiáng)度和高強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)可以改善MS成人患者的HRV，而低強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)HRV無(wú)影響。李海等[11]研究認(rèn)為，12周低強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)后 SDNN、RMSSD及PNN50%均較運(yùn)動(dòng)前升高，提示低強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)也有改善HRV的作用，與本研究有差異。分析原因可能是運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、納入研究對(duì)象年齡階段不同有關(guān)。有研究[12]提示，運(yùn)動(dòng)干預(yù)不能大幅度改善HRV基礎(chǔ)值本身就很高的個(gè)體，而且運(yùn)動(dòng)對(duì)迷走神經(jīng)產(chǎn)生的有益影響也會(huì)被削減。另外，有氧運(yùn)動(dòng)也需要運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)量的累積才會(huì)對(duì)HRV的改善起到作用[13]。

綜上所述，4周中強(qiáng)度和高強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)可以改善MS成人患者的HRV，而低強(qiáng)度的游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)HRV影響不明顯。MS成人患者可根據(jù)個(gè)人情況選擇適合的游泳強(qiáng)度。但本研究仍有一定的局限性：因樣本量小，未對(duì)性別分類、年齡分層進(jìn)行比較；未發(fā)現(xiàn)低強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)HRV的改善作用等。因此，還需擴(kuò)大樣本量，延長(zhǎng)觀察時(shí)長(zhǎng)行進(jìn)一步研究。

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Influence of swimming exercise at different intensities on heart rate variability of adult with metabolic syndrome in quiet condition

Yu Dong1,Guo-wei Xu2
(1.Beijing Institute of Petrochemical Technology,Beijing 102617,China;2.Department of Sports,China Children's Center,Beijing 100025,China)

R723.14

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.21.020

1005-8982（2017）21-0104-05

2016-09-01