運動員與健康人進入高原環(huán)境后多導(dǎo)睡眠監(jiān)測睡眠質(zhì)量的Meta分析*

申楊磊,張俞苑,巴桑卓瑪

西藏大學高原健康科學研究中心,西藏拉薩 850000

醫(yī)學上一般將海拔3 000 m以上的地區(qū)定義為高原環(huán)境[1],而高原運動員訓練和運動生理學研究一般是在海拔2 000～2 500 m,故也將海拔2 000～2 500 m的地區(qū)定義為高原[2],高原具有特殊的低壓、低氧環(huán)境。高原低壓、低氧環(huán)境可以導(dǎo)致人體生理狀態(tài)發(fā)生改變,其中包括對睡眠狀態(tài)的影響[3]。睡眠屬于人體的正常生理活動,睡眠質(zhì)量直接影響人體健康和日?；顒?良好的睡眠可以促進人體的體力和精神狀態(tài)恢復(fù),現(xiàn)有研究顯示高原環(huán)境下睡眠障礙發(fā)生率較高,其中西藏的大學生高原睡眠障礙的發(fā)生率在 20.5%,高原駐守官兵的睡眠障礙發(fā)生率在67.9%[4]。高原環(huán)境下睡眠障礙包括:睡眠結(jié)構(gòu)改變、睡眠中斷、頻繁覺醒、失眠多夢、周期性呼吸、睡眠呼吸暫停等。TSENG等[5]對40名健康人急進高原后睡眠變緩的研究發(fā)現(xiàn),慢性高原病與睡眠障礙的發(fā)生直接相關(guān)。潘磊等[6]研究發(fā)現(xiàn)高原環(huán)境下睡眠過程中血氧飽和度變化與睡眠障礙發(fā)生同樣直接相關(guān)。

通過文獻檢索發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)研究對象均為漢族普通健康人與藏族普通健康人,其中漢族有急進高原樣本和移居高原漢族樣本。雖然運動員在中度高原(2 200 m左右)條件訓練的方法已被廣泛采用[7],但是運動員的睡眠研究較少,運動員在高海拔的高原環(huán)境下的睡眠研究更少,故而對運動員在高原環(huán)境下的睡眠研究具有更重要的意義。目前睡眠研究的主要方法有兩種,即匹茲堡睡眠量表法和多導(dǎo)睡眠監(jiān)測法,其中多導(dǎo)睡眠監(jiān)測法對睡眠研究精準且全面,研究數(shù)據(jù)包括睡眠期間的腦電圖、眼電圖、肌電圖、血氧飽和度、心率等,不但可以對睡眠的不同階段進行分析研究,還可以對睡眠期間生理數(shù)據(jù)進行記錄,因而可將多導(dǎo)睡眠監(jiān)測的相關(guān)研究數(shù)據(jù)進行分析總結(jié),揭示運動員與普通健康人進入高原低壓、低氧環(huán)境后睡眠的變化情況。因此,本文使用Meta分析方法對現(xiàn)有研究報道中進行運動員和健康人群在高原環(huán)境中多導(dǎo)睡眠研究的文獻進行了分析和對比,為后期進行相關(guān)研究提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1文獻檢索 檢索中國知網(wǎng)(CNKI)、PubMed兩個數(shù)據(jù)庫中收錄的全部相關(guān)文獻,截止日期為2023年2月20日。中文檢索關(guān)鍵詞:高原;低氧;運動員;睡眠監(jiān)測;多導(dǎo)睡眠監(jiān)測;睡眠質(zhì)量;睡眠。英文關(guān)鍵詞:plateau;high altitude;hypoxia;athletes;sleep monitoring;polysomnography;sleep quality;sleep。檢索數(shù)據(jù)庫內(nèi)的所有文獻。

1.3數(shù)據(jù)提取 兩位研究者分別獨立檢索了數(shù)據(jù)庫,刪除重復(fù)的研究。在篩選候選研究的全文之前,由獨立審稿人對符合納入標準的每項研究的標題和摘要進行篩選。還評估了所選文章的參考文獻列表。兩名研究人員獨立提取所有納入研究的數(shù)據(jù),包括一般信息(第一作者、年份)、研究方法、實驗設(shè)計、多導(dǎo)睡眠監(jiān)測數(shù)據(jù)、睡眠過程中的生理指標變化。

觀察的數(shù)據(jù)有:(1)主要數(shù)據(jù)是運動員和健康人在平原環(huán)境下與高原環(huán)境下的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測數(shù)據(jù),其中包括睡眠效率和睡眠過程中NREM 1、2、3、4期和REM期的變化數(shù)據(jù);(2)次要數(shù)據(jù)為心率和血氧飽和度。

1.4偏倚風險評估 使用RevMan5.41軟件進行納入文章質(zhì)量的評估,由于研究主題是運動員與健康人在高原環(huán)境中睡眠狀態(tài)變化,屬于觀察性研究,故采取了美國衛(wèi)生保健質(zhì)量和研究機構(gòu)(AHRQ)推薦的AHRQ橫斷面研究評價標準工具[8-9],通過是否滿足表中11項條件來評價文獻質(zhì)量。每一項選擇有“是”“否”“不清楚”3個選擇,“是”加 1 分,“否”扣 1 分, “不清楚”記 0 分。滿分共 11 分,文獻得分 0～3 分為低質(zhì)量,4～7分為中質(zhì)量, 8～11 分為高質(zhì)量。由于研究過程中不存在隨訪,故對 AHRQ 文獻質(zhì)量評價工具的第 4 條、第 7 條及第 11 條進行排除,文獻質(zhì)量評價得分修改后滿分為 8 分,文獻得分<0分為質(zhì)量差文獻,0～2 分為低質(zhì)量文獻,3～5 分為中質(zhì)量文獻, 6～8 分為高質(zhì)量文獻。

1.5數(shù)據(jù)分析 通過RevMan5.41軟件進行統(tǒng)計分析,結(jié)果采用標準化均數(shù)差(SMD)及 95%CI進行評價,評價文獻異質(zhì)性采用χ2檢驗(檢驗水準α=0.05)。分析結(jié)果如果顯示P<0.05且I2>50% 就說明異質(zhì)性較大,需要進一步分析異質(zhì)性的來源,明確異質(zhì)性來源后選擇隨機效應(yīng)模型,反之則不需要分析異質(zhì)性來源并選用固定效應(yīng)模型。敏感性分析、亞組分析、Egger檢驗、剪補法檢驗、Meta回歸分析是通過STATA SE 16軟件進行分析。對于不同運動員數(shù)據(jù)記錄方式不同,通過Cochrane官網(wǎng)檢索到的指導(dǎo)手冊公式進行轉(zhuǎn)換,改為統(tǒng)一格式進行統(tǒng)計[10]。

2 結(jié) 果

2.1文獻檢索結(jié)果 本文共計查到文獻247篇。通過嚴格篩選文獻,排除重復(fù)文獻、數(shù)據(jù)不完整的文獻、非高原環(huán)境睡眠研究的文獻,最終納入12篇英文文獻進行Meta分析,見表1。

表1 文獻納入情況

2.2文獻質(zhì)量評價結(jié)果 根據(jù)AHRQ評價標準和RevMan5.41對文獻進行評價,按照AHRQ評分來評估結(jié)果,結(jié)果均≥6分,屬于低風險文獻,從而保證Meta分析結(jié)果的可靠性。文獻評價顯示有5篇文章低于8分,其中最低分為6分的文獻有4篇,分別為HOSHIKAWA等[11-13]和KINSMAN等[14]的研究。

2.3Meta分析結(jié)果

2.3.1睡眠分析結(jié)果 與平原環(huán)境相比:高原環(huán)境下健康人和運動員的睡眠效率下降(I2=89.1%;SMD=-0.89,95%CI:-1.20～-0.59,P<0.05),健康人睡眠效率下降較運動員更明顯(P<0.05);高原環(huán)境下健康人和運動員的NREM1、2期睡眠整體增加(I2=77.1%;SMD=0.03,95%CI:-0.24～0.30,P<0.05),其中健康人增加較運動員更明顯(P<0.05),而運動員高原環(huán)境NREM2期比例明顯增加(P<0.05)、NREM1期無變化(P>0.05);高原環(huán)境下健康人和運動員的NREM3、4期睡眠均減少(I2=91.4%;SMD=-1.53,95%CI:-2.05～-1.02,P<0.05),健康人減少較運動員更明顯(P<0.05);高原環(huán)境下REM期睡眠均減少(I2=46.4%;SMD=-0.77,95%CI:-0.99～-0.54,P<0.05),健康人REM期睡眠減少較運動員更明顯(P<0.05)。見表2～6。

表2 不同人群睡眠效率亞組分析

表3 不同人群NREM1、2期睡眠亞組分析

表4 運動員的NREM2期睡眠對比分析

表5 NREM3、4期亞組分析

表6 不同人群REM期亞組分析

2.3.2心率與血氧飽和度分析結(jié)果 與平原環(huán)境相比,高原環(huán)境下健康人和運動員的心率均升高(I2=74.7%,P=0.001,SMD=1.32,95%CI:1.05～1.59),健康人心率增加較運動員更明顯(P<0.05),見表7。與平原環(huán)境相比,高原環(huán)境下健康人和運動員的血氧飽和度均降低(I2=96.4%,P=0.001,SMD=-4.22,95%CI:-4.79～-3.66),健康人下降較運動員更明顯(P<0.05),見表8。

表7 不同人群的心率亞組分析

表8 不同人群的血氧飽和度亞組分析

2.4發(fā)表偏倚 高原環(huán)境對NREM1、2期的影響的Egger檢驗結(jié)果(P=0.405,Coef的95%CI:-12.703～5.693)顯示無發(fā)表偏倚;高原環(huán)境對NREM3、4期影響的Egger檢驗結(jié)果(P=0.011,Coef的95%CI:-16.197～-3.864)顯示NRM3、4期存在發(fā)表偏倚,對實驗結(jié)果存在影響。高原環(huán)境對心率影響的Egger檢驗結(jié)果顯示(P=0.039,Coef的95%CI:-18.16～0.736)存在發(fā)表偏倚,對分析結(jié)果可能存在影響。高原環(huán)境對血氧飽和度影響的Egger檢驗結(jié)果(P=0.248,Coef的95%CI:-9.067～2.845)顯示無發(fā)表偏倚,對結(jié)果不存在影響。

2.5敏感性及異質(zhì)性分析 對睡眠效率數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進行亞組分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)各亞組內(nèi)異質(zhì)性較小,但整體異質(zhì)性依然為I2=89.1%沒有變化,故進行Meta回歸分析異質(zhì)性來源。結(jié)果顯示不同人員類型的睡眠效率之間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.002),并且回歸模型擬合程度高(R2=0.827),證明睡眠效率數(shù)據(jù)異質(zhì)性的主要來源為人員類型的不同。

由于NREM1、2期睡眠數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進行亞組分析,結(jié)果無法確認異質(zhì)性的來源。故使用Meta回歸進行分析,結(jié)果顯示不同人員類型的NREM1、2期睡眠變化差異有統(tǒng)計學意義(P=0.021),并且與回歸模型擬合程度高(R2=0.813),證明NREM1、2期睡眠數(shù)據(jù)異質(zhì)性的主要來源為人員類型的不同。

對NREM3、4期睡眠數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進行亞組分析時,組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。通過Meta回歸分析進行驗證,結(jié)果顯示不同人員類型的NREM3、4期睡眠變化差異有統(tǒng)計學意義(P=0.001),且回歸模型的擬合程度高(R2=0.992),故而證明NREM3、4期睡眠數(shù)據(jù)異質(zhì)性的主要來源為人員類型不同。

心率數(shù)據(jù)按人員類型和海拔進行亞組分析時,各組內(nèi)無異質(zhì)性而整體異質(zhì)性保持不變。故進行Meta回歸分析異質(zhì)性來源,結(jié)果顯示心率變化與海拔因素和人員類型無統(tǒng)計學意義(P>0.05),證明兩者同時納入研究不會產(chǎn)生異質(zhì)性,說明異質(zhì)性的來源不是單一因素產(chǎn)生的。結(jié)合亞組分析與Meta回歸結(jié)果分析證明海拔因素與人員類型均是異質(zhì)性的主要來源。

血氧飽和度數(shù)據(jù)進行亞組分析結(jié)果顯示,按人員類型和海拔進行分組時,各組內(nèi)無異質(zhì)性而整體異質(zhì)性保持不變。故進行Meta回歸分析,結(jié)果顯示血氧飽和度與海拔的相關(guān)性有統(tǒng)計學意義(P=0.006),并且回歸模型擬合程度高(R2=0.891),證明血氧飽和度數(shù)據(jù)中的異質(zhì)性主要來源于海拔因素。

3 討 論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)運動員在高海拔環(huán)境下主要睡眠結(jié)構(gòu)變化為NREM2期增加和REM期睡眠減少,而健康人在高原環(huán)境下睡眠結(jié)構(gòu)變化主要為NREM1、2期睡眠增加,而NREM3、4期和REM期睡眠減少,且健康人群較運動員睡眠結(jié)構(gòu)變化程度大?；貧w分析結(jié)果顯示回歸模型與人員類型的擬合程度最高,證明人員類型是異質(zhì)性的主要來源。

NREM2期睡眠屬于非快速動眼期向深度睡眠過渡階段,研究顯示NREM2期睡眠增加與睡眠質(zhì)量直接相關(guān)[23],高原環(huán)境下運動員NREM2期睡眠增加對訓練和體力恢復(fù)有巨大影響。REM期睡眠屬于快速動眼期睡眠同時會產(chǎn)生夢,REM期睡眠深度較淺并且大腦警覺性高,REM期睡眠可以提高人體的記憶力和思維反應(yīng)能力,相反REM期睡眠減少對運動員記憶力、反應(yīng)能力和認知能力會造成影響[24];健康人群在高原低氧環(huán)境下睡眠顯示為NREM1、2期睡眠增加而NREM3、4期和REM期睡眠減少,說明健康人群在高原環(huán)境下多處于淺睡眠狀態(tài),且健康人群NREM2期睡眠比例較運動員小,睡眠質(zhì)量較低,與運動員相比更難恢復(fù)體力與精力,更容易出現(xiàn)疲勞、嗜睡、注意力不集中、記憶力減退等情況。

分析原因發(fā)現(xiàn)造成高原環(huán)境下運動員與健康人群睡眠差異的原因有:(1)高原環(huán)境下為維持機體供氧會導(dǎo)致心率增加,需提高機體內(nèi)的氧氣運輸來改善缺氧狀態(tài),這是健康人群進入高原低氧環(huán)境后心率變化較大的主要原因,而運動員由于平時運動強度普遍比其他人強,運動時間更長,平時就會經(jīng)常存在“運動缺氧”狀態(tài),且普遍存在“運動員心臟”,因此,運動員在高原環(huán)境下心率變化較小,抗低氧的能力也較普通健康人強,可以更好地適應(yīng)低氧環(huán)境;(2)高原環(huán)境下血氧飽和度降低可導(dǎo)致睡眠期間周期性呼吸與呼吸暫停發(fā)生,周期性呼吸與睡眠呼吸暫?？芍苯訉?dǎo)致睡眠周期紊亂和睡眠障礙的發(fā)生[25]。而周期性呼吸與睡眠呼吸暫停多發(fā)于淺睡眠階段,與運動員相比,健康人群血氧飽和度更低,在高原環(huán)境下更易發(fā)生睡眠周期紊亂和睡眠障礙。

本研究主要存在以下問題:(1)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測數(shù)據(jù)大多來源于國外學者的研究,國內(nèi)研究較少;(2)文獻中運動員睡眠研究在海拔3 600 m僅有1篇,其他文獻均在海拔2 200 m左右且是模擬中度高原低氧環(huán)境并無低壓等其他高原環(huán)境條件,與真實高原低壓、低氧環(huán)境存在差異;(3)在研究過程中運動員睡眠各期的監(jiān)測數(shù)據(jù)較為完整,但健康人的多導(dǎo)睡眠分期數(shù)據(jù)大多以合并形式存在且單位大多不統(tǒng)一,故在本文中對納入文獻數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為百分數(shù)后進行Meta分析。對于文獻中只有均值與95%CI的文獻數(shù)據(jù)通過 WAN等[26]文獻中的計算公式進行推導(dǎo)SMD以盡量減小誤差,提高數(shù)據(jù)分析的可信度。

綜上所述,運動員與健康人群在高原環(huán)境下睡眠變化具有明顯的差異,證明高原環(huán)境下運動員與健康人屬于不同群體。目前國內(nèi)運動員在高原環(huán)境下的多導(dǎo)睡眠監(jiān)測研究較少,因此需要加大相關(guān)研究力度,為運動員在高原環(huán)境下睡眠及睡眠期間的生理效應(yīng)變化研究提供數(shù)據(jù)支撐。