呼吸調(diào)節(jié)對血壓變異性和血壓的影響

竺英祺，沈仲元

高血壓可以預防和控制，對高血壓前期人群進行干預，可有效降低血壓水平，減少心腦血管事件發(fā)生[1-2]。目前藥物治療為常規(guī)治療高血壓的方法，長期藥物治療存在依從性差、副作用明顯、病人經(jīng)濟負擔重等弊端，所以，近年來人們更加關(guān)注非藥物降壓治療的有效方法。血壓變異性(blood pressure variability，BPV)反映個體在一定時間內(nèi)血壓波動的程度[3]。高血壓病人血壓變化的速度要比血壓正常的人更迅速，減少血壓變異可降低心血管事件的發(fā)生，且不依賴于平均血壓的降低[4-6]。既往研究多關(guān)注呼吸訓練對收縮壓及舒張壓的影響，而較少有對血壓變異的研究，本研究擬對此方面進行探索。

1 資料與方法

1.1 研究對象 入選53名在校大學生為血壓正常組，年齡(26.26±0.79)歲，受試者未服用任何藥物，無吸煙史。高血壓組40例，根據(jù)2013歐洲高血壓學會(European Society of Hypertension，ESH)/歐洲心臟病學會(European Society of Cardiology，ESC)高血壓管理指南[7]診斷為Ⅰ級原發(fā)性高血壓的病人，年齡(56.32±3.67)歲，受試者未服用過降壓藥，經(jīng)檢查排除高血壓并發(fā)癥和合并癥。試驗前受試者簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集 檢測安排在上午09：00～11：00，被試者在檢測前2 h未進行劇烈運動，檢測時保持環(huán)境安靜。受試者采取仰臥位，電極連接模擬aVF導聯(lián)，壓電式脈搏壓換能器置于橈動脈處，腹部連接壓電式呼吸換能器。試驗開始后根據(jù)已錄制的語音提示，先靜息20 min，依次進行16次/min、12次/min、8次/min的均勻呼吸調(diào)節(jié)各1組，每組5 min，組間休息15 min。受試者完成3組呼吸調(diào)節(jié)測試后，繼續(xù)平躺靜息20 min。整個測試持續(xù)85 min，全程使用便攜式動態(tài)生理記錄儀同步記錄受試者呼吸、心電、血壓數(shù)據(jù)。高血壓組受試者在呼吸調(diào)節(jié)前和測試結(jié)束后加測收縮壓和舒張壓。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 原始數(shù)據(jù)導入SSMUP-E4生物信號處理系統(tǒng)生成BRS文件，使用Holter分析軟件對BRS文件中的心電信號進行分析，剔除早搏、漏搏及干擾偽差，并人工對識別結(jié)果進行檢查和修正，生成AR文件。導入BRS&HRV 2.0軟件進行頻譜分析，采用傅立葉變換AR模型法，R-R間期序列長度為256次心搏。

1.3 觀察指標 進行心率變異(heart rate variability，HRV)、血壓即時變異(blood pressure instant variability，BPIV)和呼吸(RESP)的頻譜分析，觀察不同呼吸頻率下兩組血壓、心率、呼吸的呼吸峰的位置和中心頻率的變化。①HRV和BPIV頻譜成分范圍劃分：LF頻段0.04～0.15 Hz，HF頻段0.15～0.40 Hz[8-9]。②HRV、BPIV頻譜有多個峰，呼吸活動成分體現(xiàn)為“呼吸峰”，波形較窄，振幅較高，在正常呼吸頻率(RF)時位于HF段，是HF的主要成分，用呼吸峰中心頻率描述其相對位置[10-11]。

2 結(jié) 果

2.1 血壓-血壓變異、R-R間期變異中心頻率的相關(guān)性分析 RESP、BPIV、HRV中心頻率呈高度正相關(guān)。詳見表1。采用一元線性回歸分析，RF/HR與RESP、BPIV、HRV中心頻率呈高度正相關(guān)(r>0.9)。詳見表2。當RESP與HRV的中心頻率接近一致時，HRV的中心頻率峰=RF/HR；同樣，當RESP與BPIV的中心頻率接近一致時，BPIV的中心頻率峰=RF/HR。由此可見，呼吸頻率改變時呼吸相變化和血壓-血壓變化、R-R間期變化呈同步性， RESP變異、BPIV、HRV的功率譜呈一致性，RF/HR比值改變和血壓-血壓變異、R-R間期變異的中心頻率變化呈高度相關(guān)性。在同一呼吸頻率下，可以用RF/HR來描述HRV、BPIV與RESP功率譜密度的中心頻率。

表1 同一呼吸頻率下RESP、BPIV、HRV中心頻率的相關(guān)性分析 (r值)

表2 同一呼吸頻率下RF/HF與RESP、BPIV、HRV中心頻率的一元線性回歸分析

2.2 呼吸頻率減慢時，血壓-血壓變異、R-R間期變異的功率譜變化 正常組和高血壓組在呼吸頻率8次/min與16次/min相比，HRV中心頻率、BPIV中心頻率、RSEP中心頻率均明顯降低(P<0.01)，在功率圖譜上顯示隨著呼吸頻率增大，血壓-血壓變異、R-R間期變異的呼吸峰右移，中心頻率數(shù)值增大。正常組的HRV中心頻率、BPIV中心頻率、RSEP中心頻率和高血壓組相比，無論在呼吸頻率8次/min還是16次/min時，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.01)。詳見表3。

表3 呼吸頻率對HRV、BPIV及RESP的呼吸峰中心頻率的影響 (±s) 單位：Hz

2.3 高血壓病人連續(xù)3組呼吸調(diào)節(jié)鍛煉前后的血壓變化 40例1級高血壓病人經(jīng)過連續(xù)3組呼吸調(diào)節(jié)鍛煉(每組5 min呼吸調(diào)節(jié)+15 min自主呼吸，共60 min)后，收縮壓和舒張壓均明顯下降。詳見表4。

表4 高血壓病人呼吸調(diào)節(jié)鍛煉前后血壓比較(±s) 單位：mmHg

3 討 論

3.1 與呼吸相關(guān)的BPV HRV是相鄰竇性心搏R-R間期的微小差異，是反映交感和副交感神經(jīng)張力及其平衡的重要指標，BPV反映一定時間內(nèi)血壓波動的程度，BPIV是指相鄰二次心跳時連續(xù)測量血壓值的變化[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，呼吸頻率改變時呼吸相變化和血壓-血壓變化、R-R間期變化呈同步性，RESP變異、BPIV、HRV的功率譜呈一致性，可以用RF/HR來描述。呼吸對HRV的影響是符合呼吸性竇性心律不齊的生理機制[13]。高壓區(qū)動脈壓力感受器和低壓區(qū)心肺壓力感受器參與了呼吸相關(guān)的血壓反射機制[14]。Bernardi等[15]研究顯示呼吸頻率減慢可以增加動脈壓力感受器的敏感性，進一步起到調(diào)節(jié)動脈血壓的作用。有研究表明自主神經(jīng)調(diào)節(jié)紊亂是原發(fā)性高血壓形成的重要因素[16]，呼吸可直接刺激心肺感受器，通過中樞系統(tǒng)間的相互作用影響心血管中樞神經(jīng)系統(tǒng)交感及迷走神經(jīng)系統(tǒng)的活性，從而調(diào)節(jié)血壓[17]。國內(nèi)外學者通過家兔和狗的試驗[10，18]證實呼吸對BPIV的影響主要來自心率的周期性變化，為R-R間期變化的二次效應(yīng)。因此，BPIV能夠反映自主神經(jīng)系統(tǒng)對血壓的調(diào)控，可通過BPIV來研究呼吸調(diào)節(jié)作用于心血管自主神經(jīng)所引起的血壓變化。

3.2 減慢RF對血壓變異的影響 血壓變異的頻域法主要是計算血壓的光譜能量構(gòu)成，提供血壓變異的速度，BPIV信號的功率譜利用頻譜分析法來計算，反映交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)張力，壓力感受器、呼吸及體溫調(diào)節(jié)，腎血管緊張素等作用。HRV和BPIV頻譜成分范圍劃分：LF頻段0.04～0.15 Hz，HF頻段0.15～0.40 Hz[8-9]。HRV頻譜LF是反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)共同介導的心率波動，HF與迷走神經(jīng)的傳出活動有關(guān)，與呼吸性心律不齊有關(guān)[19]。BPIV頻譜LF代表較慢的血壓波動，為交感神經(jīng)及壓力發(fā)射作用的結(jié)果，是定量觀察交感神經(jīng)功能的指標，HF代表血壓快速波動，為定量觀察迷走神經(jīng)功能的指標，與呼吸運動有關(guān)[20]。

本研究發(fā)現(xiàn)，RF降低時，HRV和BPIV的呼吸峰逐漸左移，中心頻率數(shù)值也隨之減小。當RF在8次/min時，呼吸峰已經(jīng)移入頻譜分析的LF段。國外文獻報道這是由于呼吸頻率減慢引起的HF減小以及LF增加的假象[21]。國內(nèi)學者[22-24]參照Aysin等[25]提出的校正分析方法，對頻譜成分進行重新劃分，排除了RF減慢引起的呼吸峰位移對HRV和BPIV頻譜分析結(jié)果的影響，同時校正結(jié)果證實了減慢呼吸頻率使正常人和原發(fā)性高血壓病人HRV和BPIV的高頻成分HF增大，LF和LF/HF減小，使交感-迷走神經(jīng)平衡移向迷走神經(jīng)，與頻譜成分理論意義相符。本試驗中采用預先錄制的指導語指導受試者進行呼吸調(diào)節(jié)，部分受試者表示當進行到8次/min的階段，呼吸節(jié)奏太慢，受試者會故意屏氣或者用力延長呼吸，并產(chǎn)生焦慮、緊張情緒，導致結(jié)果受到影響。黃戎等[26]基于反饋調(diào)節(jié)設(shè)計了便攜式慢呼吸訓練降壓儀，證明該設(shè)備可增強病人慢呼吸的適應(yīng)性及舒適度，有效引導高血壓病人進行慢呼吸訓練。

3.3 呼吸調(diào)節(jié)運動對預防控制高血壓的應(yīng)用前景 《中國高血壓防治指南(2018年修訂版)》[27]將血壓(120～129)/(80～89)mmHg視為“正常血壓高值”并將其列入可以綜合干預的范圍?！?017美國成人高血壓預防、檢測、評估和管理指南》[28]重新劃分血壓水平，取消高血壓前期[(120～139)/(80～89)mmHg]的概念，定義血壓(120～129)/<80 mmHg 為血壓升高，建議當血壓達到130/80 mmHg時，罹患心血管風險加倍，此時就應(yīng)該采取干預措施。診斷目標的前移體現(xiàn)了早期干預的重要性，并且中美指南同時指出不是所有被診斷為高血壓的病人均需要立即接受藥物治療，而是可以首先進行生活方式的干預，包括禁煙、減少鹽攝入量、減輕體重、增加運動、自我飲食管理等。

本試驗中高血壓組在呼吸調(diào)節(jié)訓練后，收縮壓和舒張壓明顯下降，說明呼吸調(diào)節(jié)鍛煉具有短時調(diào)節(jié)血壓的作用。美國食藥監(jiān)認證的非藥物高血壓治療儀Resperate(Inter Cure Ltd，Lod，Israel)通過磁帶中呼吸指令通過耳機傳給病人，指導病人做減慢呼吸的運動(呼吸頻率低于10次/min)。Mahtani等[29]基于8項使用該裝置干預494例成年高血壓病人的研究證明，短期減慢呼吸運動可有效降低收縮壓和舒張壓。傳統(tǒng)的養(yǎng)生鍛煉(如太極、瑜伽、氣功等)都是以調(diào)身(形體活動)、調(diào)息(呼吸吐納)和調(diào)心(心理調(diào)節(jié))相結(jié)合的自我身心鍛煉方法，國外醫(yī)學科學界也將其作為替代醫(yī)學的一個重要內(nèi)容加以研究。呼吸調(diào)節(jié)是“三調(diào)”中的重要環(huán)節(jié)，是改善生理狀況、調(diào)節(jié)人體平衡的重要途徑。比如，太極拳運動提倡緩慢深沉的呼吸吐納，呼吸方式多樣，有自然呼吸，也有配合拳法的順勢呼吸。研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)律性的深慢呼吸運動能有效增大呼吸性竇性心律不齊，當與呼吸有關(guān)的心臟節(jié)律和由壓力感受器反射活動產(chǎn)生的心臟節(jié)律變化在某一頻率產(chǎn)生共振時，可產(chǎn)生最大的自主神經(jīng)活動調(diào)節(jié)效應(yīng)，從而調(diào)節(jié)血壓[18]。呼吸調(diào)節(jié)訓練簡單易行，本研究證實減慢呼吸頻率可降低血壓和干預血壓變異，降低心血管風險，在預防控制高血壓方面有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4 小 結(jié)

本研究通過同步記錄正常人群和高血壓病人呼吸、心電、血壓數(shù)據(jù)，證明同一呼吸頻率下RESP、BPIV、HRV中心頻率具有高度相關(guān)性，可通過BPIV來研究呼吸調(diào)節(jié)作用于心血管自主神經(jīng)系統(tǒng)對血壓的調(diào)控，減慢呼吸頻率能增加迷走神經(jīng)張力，使交感-迷走平衡移向迷走神經(jīng)。緩慢深長的呼吸訓練可干預血壓變異，是早期干預高血壓的綠色非藥物方法。