HRV結(jié)合生化指標(biāo)評定運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練適應(yīng)的研究

賀業(yè)恒 苗延禧 趙 超

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HRV結(jié)合生化指標(biāo)評定運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練適應(yīng)的研究

賀業(yè)恒1,2苗延禧3趙 超4

（1.大連市體育科學(xué)研究所，遼寧大連 116031；2.遼寧師范大學(xué)體育學(xué)院，遼寧大連 116029；3.大連市足球運(yùn)動(dòng)學(xué)校 遼寧大連 116011；4.遼寧省體育科學(xué)研究所，遼寧沈陽 110179)

適度的訓(xùn)練刺激有助于運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生良好的訓(xùn)練適應(yīng)，可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)成績的提高，否則將會導(dǎo)致訓(xùn)練無效或過度訓(xùn)練，損害運(yùn)動(dòng)員身體健康。目前生化指標(biāo)已被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員機(jī)能監(jiān)控領(lǐng)域，但這些指標(biāo)均需取血檢測，具有創(chuàng)傷性。通過心率變異性分析可以定量評估心臟交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的均衡性，判斷運(yùn)動(dòng)員對訓(xùn)練負(fù)荷的適應(yīng)情況。文章將心率變異性指標(biāo)與機(jī)能監(jiān)控的生化指標(biāo)結(jié)合，從不同角度判斷運(yùn)動(dòng)員對訓(xùn)練的適應(yīng)情況。

HRV；訓(xùn)練適應(yīng)；生化指標(biāo)；評定

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的過程即運(yùn)動(dòng)員不斷接受訓(xùn)練的刺激，機(jī)體產(chǎn)生適應(yīng)的過程，適度的訓(xùn)練刺激會產(chǎn)生良好的訓(xùn)練適應(yīng)，有助于運(yùn)動(dòng)成績的提高，相反，則會導(dǎo)致訓(xùn)練無效或過度訓(xùn)練，損害運(yùn)動(dòng)員身體健康。目前肌酸激酶（CK）、尿素氮（BUN）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）等生化指標(biāo)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員機(jī)能監(jiān)控領(lǐng)域，但這些指標(biāo)均需要取血檢測，具有創(chuàng)傷性，不易在運(yùn)動(dòng)隊(duì)長期開展。探索創(chuàng)傷性小且易操作的機(jī)能狀態(tài)評價(jià)手段對于科學(xué)化訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)員成績的提高有著積極的作用。

心率變異性(HRV，heart rate variability)是指逐次心跳R-R間期（瞬時(shí)心率）不斷波動(dòng)的現(xiàn)象，是一種用于研究心臟自主神經(jīng)功能的非侵入性指標(biāo)，HRV分析將R-R間期或者每個(gè)心動(dòng)周期的心率變化數(shù)量化，并以此反映自主神經(jīng)活性和定量評估心臟交感和迷走神經(jīng)張力及其平衡性[1]。頻域分析法是將心電信號經(jīng)模擬或數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，把信號分解，呈不同振幅、頻率的正弦波之和，頻域分析法的優(yōu)勢在于可以單獨(dú)評估迷走神經(jīng)的活動(dòng)功能[2]。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

選取大連市足球運(yùn)動(dòng)學(xué)校男子競走運(yùn)動(dòng)員11名，年齡13.2 ±1.8y， 身高173.5±4.63cm，體重51.2±7.50 kg，Tanner發(fā)育4-5級，訓(xùn)練年限1-3年，受試者均不吸煙、不飲酒、無任何疾病且未服用任何藥物。

1.2 研究方法

1.2.1 基礎(chǔ)狀態(tài)確定

運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)狀態(tài)心率變異性在運(yùn)動(dòng)員清晨排尿后的狀態(tài)下測試，需保證前日完全無訓(xùn)練，受試者臥位，在安靜、呼吸平穩(wěn)狀態(tài)下，采用英國產(chǎn)Actiwave Cardio 心功能監(jiān)測儀進(jìn)行測試，采用配套軟件進(jìn)行分析。心率變異性指標(biāo)采用頻域分析法，選取總功率(TP)、低頻與高頻之比( LF/ HF)作為評價(jià)指標(biāo)。

1.2.2 一次亞極限強(qiáng)度訓(xùn)練課

運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行亞極限強(qiáng)度訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)中心率為最大心率的80%-90%，訓(xùn)練距離為15km。

1.2.3 訓(xùn)練次日測試

完成14km競走訓(xùn)練次日晨進(jìn)行心電測試和分析，方法同基礎(chǔ)狀態(tài)測試。訓(xùn)練結(jié)束后第22h，重復(fù)心率變異性測試。靜脈取血2ml，3000r/min離心8min，取上層血清測試CK、BUN、AST等生化指標(biāo)，設(shè)備為日本富士全自動(dòng)生化分析儀。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS21.0軟件處理，組間比較采用配對t檢驗(yàn)，以P< 0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

11名男子競走運(yùn)動(dòng)員均按照要求進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練并參與了三次測試，結(jié)果表明與運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)狀態(tài)比較，訓(xùn)練次日晨運(yùn)動(dòng)員的心率變異性TP仍低于基礎(chǔ)狀態(tài)，LF/HF高于基礎(chǔ)狀態(tài)，具有顯著性差異，見表1。

表1 運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)狀態(tài)和次日晨心率變異性指標(biāo)變化情況

基礎(chǔ)狀態(tài)次日晨顯著性 TP4555.19±639.404206.55±377.58P<0.05 LF/HF2.32±0.723.10±0.82P<0.05

運(yùn)動(dòng)后22小時(shí)運(yùn)動(dòng)員的心率變異性TP低于基礎(chǔ)狀態(tài)但高于次日晨，LF/HF仍高于基礎(chǔ)狀態(tài)，已低于次日晨，但不具有顯著性差異，見表2。

表2 運(yùn)動(dòng)員次日晨和運(yùn)動(dòng)后22小時(shí)心率變異性變化情況

次日晨運(yùn)動(dòng)后22h顯著性 TP4206.55±377.584337.64±377.58P＞0.05 LF/HF3.10±0.822.63±0.74P＞0.05

與基礎(chǔ)狀態(tài)狀態(tài)比較，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)后22h肌酸激酶和尿素氮仍較高，具有顯著性差異，谷草轉(zhuǎn)氨酶也高于基礎(chǔ)狀態(tài)，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，見表3。

表3 運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)狀態(tài)與訓(xùn)練后22h生化指標(biāo)變化情況

基礎(chǔ)狀態(tài)訓(xùn)練后22h顯著性 CK（U/L） 156.91±29.50264.82±29.69P<0.05 BUN（mmol/L）4.82±0.53 5.50±0.91P<0.05 AST（U/L）21.73±4.82 23.00±5.46P＞0.05

3 分析討論

31 心率變異性指標(biāo)評價(jià)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)評價(jià)

心率變異性信號中蘊(yùn)含了有關(guān)心血管控制系統(tǒng)及體液調(diào)節(jié)等大量信息，對這些信息的提取分析可以定量評估心交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的均衡性及其對心血管活動(dòng)的影響[3]。心率變異性主要是神經(jīng)體液因素對心臟竇房結(jié)自律活動(dòng)精細(xì)調(diào)節(jié)的結(jié)果，并且HRV也受到情緒因素的影響，緊張、焦慮均會降低HRV[4]。TP代表自主神經(jīng)總體功能水平，HF代表心迷走神經(jīng)功能水平，LF是心交感神經(jīng)和心迷走神經(jīng)共同作用的一個(gè)混合帶，該指標(biāo)更多反映心交感神經(jīng)隨總功輸出變化而產(chǎn)生的調(diào)節(jié)變化，LF/HF反映了心交感神經(jīng)與心迷走神經(jīng)的平衡性。

運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)后心率變異性總功率TP下降，這主要是因?yàn)楦哳l功率的下降引起的，說明心臟副交感神經(jīng)功能受到抑制，運(yùn)動(dòng)員在恢復(fù)的過程中TP逐漸上升。本實(shí)驗(yàn)中，次日晨運(yùn)動(dòng)員的TP仍未恢復(fù)到基礎(chǔ)狀態(tài)，具有顯著性差異，說明運(yùn)動(dòng)員自主神經(jīng)尤其是副交感神經(jīng)未恢復(fù)到基礎(chǔ)狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)性疲勞未得到完全恢復(fù)。由于青少年運(yùn)動(dòng)員上午上課下午訓(xùn)練，本實(shí)驗(yàn)在運(yùn)動(dòng)后第22h，即下次訓(xùn)練前再次進(jìn)行測試。此時(shí)運(yùn)動(dòng)員心率變異性指標(biāo)繼續(xù)恢復(fù)，但仍低于基礎(chǔ)狀態(tài)水平，說明運(yùn)動(dòng)員身體并未完全適應(yīng)上一次訓(xùn)練負(fù)荷，運(yùn)動(dòng)性疲勞并未完全消除。

LF/HF反映的是心臟交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的均衡性。人體在正常情況下，功能相反的交感和副交感神經(jīng)處于相互制約且處于動(dòng)態(tài)平衡中。在安靜狀態(tài)下，心迷走神經(jīng)興奮占優(yōu)勢，心率減慢，心率的變化主要受到迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)。運(yùn)動(dòng)員在疲勞恢復(fù)過程中LF/HF逐漸接近基礎(chǔ)狀態(tài)，說明運(yùn)動(dòng)員交感和副交感神經(jīng)的均衡性接近平衡狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)員對于運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)情況良好。本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)員的LF/HF在次日晨和運(yùn)動(dòng)后22h均未恢復(fù)到基礎(chǔ)狀態(tài)，說明運(yùn)動(dòng)員自主神經(jīng)功能未達(dá)到平衡狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)性疲勞未完全恢復(fù)。

逐博心率變異是迷走神經(jīng)活動(dòng)增強(qiáng)和心肌對其敏感程度互為補(bǔ)充的結(jié)果，伴有高HRV的低晨脈才是運(yùn)動(dòng)適應(yīng)良好的表現(xiàn)，自主神經(jīng)功能加強(qiáng)具有積極的生理意義，心迷走神經(jīng)功能增強(qiáng)在減少心肌耗氧量、減輕心肌負(fù)荷、穩(wěn)定心電活動(dòng)、降低惡性心律失常發(fā)生等方面均具有良性作用，從而使運(yùn)動(dòng)性心肌受損的發(fā)生率大下降[5]。

3.2 血清肌酸激酶（CK）與運(yùn)動(dòng)適應(yīng)評價(jià)

肌酸激酶的活性在短時(shí)間、大強(qiáng)度的供能中是極其重要的，直接影響短時(shí)間、最大供能項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)能力。安靜時(shí)CK總活性的范圍為：運(yùn)動(dòng)員男子10～300 U／L，女子10～200 U／L[6]。本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)后第22h測試，CK值為264.82±29.69U/L，高于基礎(chǔ)狀態(tài)的156.91±29.50，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練強(qiáng)度偏大，運(yùn)動(dòng)員對訓(xùn)練強(qiáng)度的刺激并未完全恢復(fù)。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中無論是大強(qiáng)度還小強(qiáng)度的訓(xùn)練都會使血清中肌酸激酶活性增加，血清肌酸激酶活性的變化可作為肌肉承受刺激和骨骼肌微細(xì)損傷的指標(biāo)，此外肌酸激酶還可以作為訓(xùn)練負(fù)荷評價(jià)和恢復(fù)的敏感的生化指標(biāo)[7]。

3.3 血清尿素氮（BUN）的與運(yùn)動(dòng)適應(yīng)評價(jià)

血清尿素氮是機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸分解代謝的最終產(chǎn)物，正常狀況下尿素的生成和排泄處于動(dòng)態(tài)平衡，血尿素氮值的正常范圍為3.57-7.14mmol/L，訓(xùn)練使體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝保持在較高水平，因此運(yùn)動(dòng)員血尿素安靜值常處于或接近正常范圍內(nèi)的上限[8]。

血尿素的變化對訓(xùn)練量更為敏感，隨著訓(xùn)練量的增大血尿素增加越明顯。本實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練后第22h尿素氮為5.50±0.91mmom/L，基礎(chǔ)狀態(tài)為4.82±0.531mmom/L，兩者比較具有顯著性差異。

3.4 谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）與運(yùn)動(dòng)適應(yīng)評價(jià)

人體谷草轉(zhuǎn)氨酶的正常參考值為0～40U/L，本研究中運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練谷草轉(zhuǎn)氨酶為23.00±5.46U/L，略高于基礎(chǔ)狀態(tài)21.73±4.82U/L，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說明此次亞極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)并未對運(yùn)動(dòng)員心肌造成嚴(yán)重?fù)p傷，訓(xùn)練負(fù)荷在運(yùn)動(dòng)員能承受的范圍之內(nèi)。運(yùn)動(dòng)員的AST水平一般略高于常人，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程或多或少都會對心肌產(chǎn)生影響，但運(yùn)動(dòng)員AST水平一般都處于正常的范圍之內(nèi)，若AST高于正常范圍提示運(yùn)動(dòng)員心肌受到損傷較大，應(yīng)調(diào)整目前的訓(xùn)練負(fù)荷。

4 結(jié)論與建議

4.1 本研究選取的亞極限強(qiáng)度的訓(xùn)練是目前運(yùn)動(dòng)隊(duì)中常用的專項(xiàng)訓(xùn)練強(qiáng)度，觀察發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員對15km的訓(xùn)練量可以適應(yīng)，但訓(xùn)練強(qiáng)度略大，運(yùn)動(dòng)后22h運(yùn)動(dòng)員未能完全適應(yīng)，建議次日的訓(xùn)練課以調(diào)整訓(xùn)練為主。

4.2 心率變異性測量具有無損傷、操作簡便的特點(diǎn)，通過高頻和低頻分析可以有效觀察人體自主神經(jīng)的功能狀況，了解運(yùn)動(dòng)員對訓(xùn)練負(fù)荷的適應(yīng)情況，長期觀察自主神經(jīng)的功能有助于保證運(yùn)動(dòng)員的身體健康，防止過度訓(xùn)練。心率變異性結(jié)合CK、BUN等生化指標(biāo)測試，可有效評價(jià)運(yùn)動(dòng)員對強(qiáng)度訓(xùn)練的適應(yīng)情況，通過在訓(xùn)練后不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行心率變異性分析可以有效觀察運(yùn)動(dòng)員對訓(xùn)練的適應(yīng)情況。

4.3 心率變異性對于訓(xùn)練強(qiáng)度的刺激更敏感，在大強(qiáng)度訓(xùn)練后可作為評價(jià)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練適應(yīng)的評價(jià)工具，對于低強(qiáng)度的訓(xùn)練監(jiān)控作用有待于進(jìn)一步研究。

4.4 心率變異性受運(yùn)動(dòng)刺激、藥物、疾病等多種因素的干擾，以心率變異性評價(jià)運(yùn)動(dòng)員對訓(xùn)練的適應(yīng)應(yīng)嚴(yán)格控制以上干擾因素。心率變異性和生化指標(biāo)均具有個(gè)體差異性，在精確的研究中建議采用個(gè)體絕對變化值進(jìn)行評價(jià)[9]。

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On the Evaluation of Athletes’ Training Adaptation by Using HRV Combined with Biochemical Indexes

HE Yeheng, etal.

(Sports Science Research Institute of Dalian, Dalian 116031, Liaoning, China)

賀業(yè)恒（1980-），遼寧大連人， 博士，助理研究員，研究方向：運(yùn)動(dòng)員機(jī)能監(jiān)控及教育。