高原健身運(yùn)動對人體心臟功能的影響研究

蘇青青 青海省體育科學(xué)研究所 青海省高原體育科學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家體育總局高原訓(xùn)練研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

心臟作為人體血液循環(huán)系統(tǒng)的重要器官，對運(yùn)動能力有重要作用。在高原低氧環(huán)境下，當(dāng)海拔高度越高時對人體心臟功能的影響也越大[1-2]。本文針對世居高平原人群在高原健身并建立實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，通過分析高原環(huán)境和高原運(yùn)動對心臟功能產(chǎn)生的影響，為高原全民健身和高原旅游等提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。

一、研究內(nèi)容

（一）研究對象

選取世居高平原45～55 歲健康人群86 名。要求每周至少2 次，每次30min 的運(yùn)動習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)組高原組（青海西寧）、平原組（陜西西安），對照組：平原組（陜西戶縣）。具體情況見表1：

表1 研究對象樣本量（人）

（二）測試方法

本研究使用美國產(chǎn)PHLIPS CX50 彩超診斷儀，監(jiān)測心臟功能，以安靜平側(cè)臥位狀態(tài)下分別在適應(yīng)期第1 天、實(shí)驗(yàn)期第21 天、觀察期第14 天共進(jìn)行3 次測試。

（三）實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)組：實(shí)驗(yàn)時間為6 周，包括適應(yīng)期1 周、實(shí)驗(yàn)期3 周和觀察期2 周。適應(yīng)期為平原組研究對象在平原、高原組研究對象在高原（海拔2260 米）分別集中并進(jìn)行1 周的適應(yīng)性訓(xùn)練，同時監(jiān)測相關(guān)指標(biāo)。對照組為實(shí)驗(yàn)期研究對象在平原集中3 周每天進(jìn)行鍛煉，觀察期以個人生活和健身習(xí)慣為主持續(xù)觀察2 周。

二、結(jié)果與分析

（一）心率（HR）

基礎(chǔ)值與實(shí)驗(yàn)?zāi)┢谥迪啾染憩F(xiàn)了下降趨勢，其中平原男女組下降幅度最大為9.3%和5.29%，且男子組下降幅度顯著高于高原組和對照組（P＜0.01），女子組下降幅度顯著高于對照組（P＜0.05）。

（二）每搏量（SV）H 和心輸出量（CO）

基礎(chǔ)值與實(shí)驗(yàn)?zāi)┢谥迪啾龋诟咴推皆?xùn)練期間高原男女組SV、CO 有所增加，而平原和對照男女組SV、CO 均有下降，其中SV 高原組男女分別增加了5.79%和13%，平原組男女分別下降0.74%（P＜0.01）和4.06%（P＜0.05），差異顯著；CO 高原組男女分別增加了3.38%和7.54%，平原組男女分別下降了9.18%（P＜0.05）和11.56%（P＜0.01），對照組男女下降了5.83%和2.78%（P＜0.01），平原男子和女子組、女子對照組與高原組相比之下降幅度均差異顯著。

（三）射血分?jǐn)?shù)（EF%）

在高原和平原訓(xùn)練期間除對照女子組顯著增加外（P＜0.01），其余各組均表現(xiàn)了下降趨勢，且平原男女組下降幅度大于其他組，與高原男子組差異顯著（P＜0.05）。

（四）左室內(nèi)徑縮短率（FS%）

在高原和平原訓(xùn)練期間除對照女子組顯著增加外（P＜0.01），其余各組均表現(xiàn)出下降趨勢，且平原男子組下降幅度為9.24%，顯著高于高原組（P＜0.01）和平原組（P＜0.05）。

（五）左心房前后徑和右心室前后徑

在高原和平原訓(xùn)練期間左心房前后徑各組均無明顯變化，右心室前后徑平原組和高原組男女均表現(xiàn)升高趨勢，其中男子組升高幅度較大分別為14.33%和8.8%，而對照組男女均表現(xiàn)了下降趨勢，下降幅度分別為4.91%和10.61%，與高原男子組（P＜0.05）和平原、高原女子組（P＜0.01）差異顯著。

（六）左心室舒張末期內(nèi)徑（LVIDd），左心室收末期內(nèi)徑（LVIDs）

在高原和平原訓(xùn)練期間在高原和平原訓(xùn)練期間LVIDd 左心室舒末期內(nèi)徑各組均無明顯變化。LVIDs 男子組均表現(xiàn)了增加趨勢，且平原組增加幅度較大為7.11%，顯著高于高原組（P＜0.05）；而女子組平原組和對照組下降，且對照組的下降幅度顯著大于其他2 組。

三、討論

（一）高原低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動對心功能的影響

心臟是身體重要的器官，容易因嚴(yán)重缺氧缺血造成心肌損傷。無論長期生活在高原，還是平原進(jìn)入高原，受高原環(huán)境的影響使身體各個器官有不同程度的改變。研究發(fā)現(xiàn)，平原移居到高原后容易引發(fā)高原紅細(xì)胞增多癥，以低氧血癥和心肌受損為主。表明在長期慢性缺氧環(huán)境下導(dǎo)致血液高粘滯狀態(tài)影響心臟舒縮及射血功能，從而影響冠狀脈動系統(tǒng)對心肌灌注[3]。而關(guān)于高原或低氧環(huán)境下對心臟功能的影響方面，Rleves 等在模擬海拔8840m 研究時并沒有發(fā)現(xiàn)心泵功能受到損害，而Hartley 等研究發(fā)現(xiàn)在海拔3100m 心臟每搏心輸出量功能明顯降低[4]。有關(guān)高原訓(xùn)練對運(yùn)動員心臟功能研究結(jié)果認(rèn)為，高原訓(xùn)練初期，左心室功能會明顯下降。馬福海[5]研究發(fā)現(xiàn)平原運(yùn)動員進(jìn)入高原進(jìn)行高原比賽，賽后與賽前相比，HR、SV、CO、SI 以及CI 等功能下降顯著，心臟功能明顯降低。李春伶等[6][7]對進(jìn)藏士兵研究發(fā)現(xiàn)，其左室舒張末期容積、射血分?jǐn)?shù)、左心室收縮功能等指標(biāo)下降明顯。

但也有研究發(fā)現(xiàn)，高原訓(xùn)練后對心臟功能沒有顯著性變化。李俊濤等[8]研究發(fā)現(xiàn)在4 周高住高練低訓(xùn)后運(yùn)動員心臟功能并沒有出現(xiàn)損傷或不適的情況。本研究結(jié)果顯示，中老年健康人群高原組男女心功能參數(shù)SV、CO 在健身運(yùn)動結(jié)束后出現(xiàn)稍有增加，之后在觀察期階段有下降；平原組和對照組男女SV、CO 在健身運(yùn)動結(jié)束后出現(xiàn)稍有下降，之后在實(shí)驗(yàn)觀察期增加并略高于基礎(chǔ)值；而對照組女性EF、FS 在觀察末期均升高（P＜0.01），其他各組無明顯變化。一般認(rèn)為，高原低氧環(huán)境對心臟造成的損失主要有低氧損傷心肌和低氧源性肺動脈痙攣，導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)和功能的改變。本研究過程中，高原健身運(yùn)動過程中高平原人群的心臟功能沒有產(chǎn)生顯著的變化，表明本次研究過程中低氧環(huán)境下進(jìn)行健身運(yùn)動并沒有造成心臟功能的傷害。

（二）高原低氧環(huán)境復(fù)合健身運(yùn)動對心臟結(jié)構(gòu)的影響

以往研究發(fā)現(xiàn)，平原人群進(jìn)入高原環(huán)境后，機(jī)體會產(chǎn)生一系列的適應(yīng)性變化，如呼吸加深加快、心率加快等變化等。但在高原適應(yīng)后對適應(yīng)缺氧環(huán)境有積極效果，尤其當(dāng)心功能在缺氧環(huán)境下獲得適應(yīng)后不會因運(yùn)動負(fù)荷的增大而進(jìn)一步受到損傷。

本研究通過世居和久居或平原普通人群根據(jù)居住海拔不同進(jìn)行鍛煉前、中、后對照分析，沒有明顯差異，這與以往資料有所不同，初步分析原因：可能與鍛煉時間過短造成心功能參數(shù)、心臟結(jié)構(gòu)的改變無明顯差異。一般認(rèn)為，健康人群在低氧環(huán)境下暴露18 小時候，會引起心臟左室充盈壓和等容舒張時間的明顯改變，但心臟收縮功能并沒有發(fā)生改變。說明低氧能引起輕度舒張功能不全。用多普勒超聲技術(shù)觀察到低氧暴露后心臟左室舒張功能降低，左心室的高能磷酸代謝水平快速下降，心臟收縮和舒張均為高耗能過程，且心臟對缺氧十分敏感，表現(xiàn)出舒張功能紊亂。這與本研究結(jié)論不符，可能需要大樣本有待進(jìn)一步研究與驗(yàn)證。

四、結(jié)語

本研究通過世居和久居或平原普通人群根據(jù)居住海拔不同進(jìn)行鍛煉前、中、后對照分析，心功能參數(shù)、心臟結(jié)構(gòu)的改變均無明顯差異，可能與高原健身鍛煉時間過短，訓(xùn)練負(fù)荷較小等有關(guān)。也說明，通過高原習(xí)服后在缺氧環(huán)境下短時間適當(dāng)有氧鍛煉不會造成心臟功能的損傷。