黃彩華 歸予恒 張漓 陳琦 劉獻(xiàn)偉

1 福建師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院（福州 350007） 2 福建醫(yī)科大學(xué)體育部3 福建省體育科學(xué)研究所 4 國家體育總局體育科學(xué)研究所 5 福建省散打隊(duì)

競技訓(xùn)練和競賽引起機(jī)體產(chǎn)生整體性的反應(yīng)，因此在訓(xùn)練監(jiān)控中對運(yùn)動員的機(jī)能狀態(tài)進(jìn)行綜合性的評價(jià)具有重要意義。目前運(yùn)動訓(xùn)練和競賽主要采用生理、生化指標(biāo)以及運(yùn)動員自我感覺進(jìn)行監(jiān)控，它們主要反映運(yùn)動所致的外周變化，對于運(yùn)動員神經(jīng)系統(tǒng)變化的研究則較少。自主神經(jīng)系統(tǒng)的交感和副交感神經(jīng)之間相互作用及其對心率的調(diào)節(jié)一直備受關(guān)注，但早期研究與應(yīng)用由于檢測方法有創(chuàng)且費(fèi)用昂貴而受限。近年來，心率變異性（heart rate variability，HRV）被大量用于評價(jià)自主神經(jīng)功能，并在運(yùn)動實(shí)踐中應(yīng)用。它是無創(chuàng)、操作性強(qiáng)并且重復(fù)性好的自主神經(jīng)系統(tǒng)功能評價(jià)方法［1］。

散打比賽需要運(yùn)動員對場上局勢進(jìn)行快速判斷和決策，除了心臟承受高強(qiáng)度負(fù)荷外，神經(jīng)也高度緊張，我們預(yù)計(jì)比賽前后散打運(yùn)動員自主神經(jīng)系統(tǒng)功能會發(fā)生明顯變化，但關(guān)于散打運(yùn)動員自主神經(jīng)系統(tǒng)的研究目前較少。通過斷面比較，研究發(fā)現(xiàn)散打運(yùn)動員安靜狀態(tài)下有較高的心率變異性［2］。Cottin等［3］研究發(fā)現(xiàn)柔道比賽后運(yùn)動員HRV變化與實(shí)驗(yàn)室蹬功率自行車明顯不同，作者認(rèn)為這是由于格斗中自主神經(jīng)系統(tǒng)的動員及參與比蹬自行車更多所致。本研究采用HRV多項(xiàng)時(shí)域和頻域指標(biāo)來評價(jià)自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能，比較散打教學(xué)比賽前后運(yùn)動員HRV各項(xiàng)指標(biāo)的變化，分析HRV的變化與常用生理生化指標(biāo)變化之間的關(guān)系，探討散打比賽對運(yùn)動員自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象

男子散打運(yùn)動員13名，年齡17～22歲，平均（19.14±1.70）歲，身高（176.29±6.15）cm，體重（70.71±10.21）kg，BMI為22.64±1.79。其中健將1名，一級運(yùn)動員5名，二級運(yùn)動員8名，從事散打項(xiàng)目的專項(xiàng)訓(xùn)練年限為（4.14 ± 0.66）年。研究對象均無心血管疾病。

1.2 比賽情況

檢測了散打運(yùn)動員每周一次例行的隊(duì)內(nèi)教學(xué)比賽。比賽安排在周五15:00開始，當(dāng)日除了比賽以外，不安排其他訓(xùn)練。散打比賽分3個(gè)回合，每個(gè)回合2 min，中間間歇1 min。為了研究的需要，我們要求每位參與實(shí)驗(yàn)的隊(duì)員必須打滿三個(gè)回合的比賽。

1.3 運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控指標(biāo)的檢測

記錄5次心率，即安靜心率、比賽中每個(gè)回合結(jié)束時(shí)的即刻心率和賽后1 min心率。晨起安靜心率清晨由運(yùn)動員臥床自我測量，作為賽前心率；比賽中每個(gè)回合心率和賽后心率在每回合結(jié)束和賽后1 min由研究者手動測量10 s，換算為1 min心率。檢測晨起血乳酸（Bla，YSI 1500 SPORT，美國）、肌酸激酶（CK）和血尿素（BU）（干式生化分析儀，Ref otron，德國）作為賽前水平，檢測賽后3 min Bla、次日晨起CK和BU作為賽后水平。采用便攜式尿十項(xiàng)分析儀（CLINITEK 50美國）檢測賽前（比賽當(dāng)日晨起）和賽后（30min）尿蛋白、尿膽原、尿PH值、尿比重、尿潛血、尿酮體等指標(biāo)，尿蛋白檢測結(jié)果NEG、TRACE、0.3（＋）、1（＋＋）和3（＋＋＋）的賦值分別為0、0.5、1、2和3。研究者采用問卷調(diào)查運(yùn)動員比賽前（晨起）和賽后（賽后30min內(nèi)）自我感覺疲勞程度（RPE，十點(diǎn)式）。

1.4 HRV檢測

分別于教學(xué)比賽當(dāng)日上午和賽后檢測運(yùn)動員HRV。運(yùn)動員早餐后到達(dá)實(shí)驗(yàn)室，靜臥5 min，采集HRV作為賽前數(shù)據(jù)；賽后10 min內(nèi)，運(yùn)動員在場地邊事先安排的安靜環(huán)境中盡快仰臥，采集HRV數(shù)據(jù)。采集方法為上肢和軀干連接12導(dǎo)同步體表心電圖（ECG），連續(xù)5 min采集信號，采樣頻率為500 Hz。采用OmegaWave Sport Technology System（Inc.，Eugene，OR，USA）完成HRV數(shù)據(jù)采集及分析［4］。

HRV參數(shù)包括時(shí)域（time domain）和頻域（frequency domain）指標(biāo)。時(shí)域指標(biāo)包括SDNN、RMSSD、SDSD、PNN50；頻域指標(biāo)包括TP（0.00～0.04 Hz）、HF（0.15～0.4 Hz內(nèi)的功率）、LF（0.04～0.15 Hz內(nèi)的功率）和VLF（0.003～0.04 Hz內(nèi)的功率），并計(jì)算LF與HF的比值（LF / HF）、標(biāo)準(zhǔn)化高頻功率（HFnu＝HF/（TP－VLF）×100）以及標(biāo)準(zhǔn)化低頻功率［LFnu＝LF/（TPVLF）×100］。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用配對樣本t檢驗(yàn)（pair sample t-test）比較教學(xué)比賽前后各指標(biāo)的差異；采用非參數(shù)檢驗(yàn)（Two-Related-Samples test）比較比賽前后尿液指標(biāo)的差異。計(jì)算各指標(biāo)在賽前和賽后的變化量，即（賽后數(shù)值－賽前數(shù)值）/賽前數(shù)值×100%，用?加變量名表示；采用Pearson相關(guān)分析這些變化量之間的關(guān)系。P < 0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。所有數(shù)據(jù)均采用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行處理。

2 結(jié)果

2.1 教學(xué)比賽前后常用運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控指標(biāo)的變化（圖1）

賽后運(yùn)動員心率、血乳酸顯著升高；所有隊(duì)員賽后均出現(xiàn)尿蛋白陽性，5名隊(duì)員出現(xiàn)尿潛血陽性；CK賽后顯著增加，但血尿素增加值在2 mmol/L以內(nèi)。

2.2 教學(xué)比賽前后HRV的變化（表1）

賽后所有HRV時(shí)域指標(biāo)SDNN、RMSSD、SDSD和PNN50均顯著下降（P < 0.05）。頻域指標(biāo)TP、HF、LF、HFnu和VLF顯著下降（P < 0.05）。盡管LF顯著下降（P < 0.01），但LFnu和LF/HF顯著升高（P < 0.05），LF與其派生指標(biāo)LFnu和LF/HF出現(xiàn)相反變化。此外，HRV各時(shí)域和頻域數(shù)據(jù)離散程度均很大，變異系數(shù)很大。

2.3 HRV指標(biāo)變化與常用訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控指標(biāo)的相關(guān)性（表2）

散打教學(xué)比賽三個(gè)回合中的心率均與VLF變化呈顯著負(fù)相關(guān)；賽后1 min心率與所有反映副交感神經(jīng)功能的HRV指標(biāo)（SDNN、RMSSD、SDSD、PNN50、TP、HF）的變化均呈顯著負(fù)相關(guān)。CK變化與反映副交感功能指標(biāo)（SDNN、RMSSD、SDSD、TP）變化以及LF變化呈顯著負(fù)相關(guān)，而賽后3 min Bla變化與SDNN、RMSSD、SDSD、PNN50、TP、HF、LF的變化呈顯著負(fù)相關(guān)。HRV變化與BU、RPE變化無顯著相關(guān)。

表1 教學(xué)比賽前后HRV時(shí)域和頻域指標(biāo)比較（n = 13）

3 討論

3.1 HRV指標(biāo)與比賽負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷量的關(guān)系

本研究結(jié)果顯示，散打教學(xué)比賽屬于極限強(qiáng)度運(yùn)動[5]。賽后除了LFnu和LF/HF升高外，其余HRV時(shí)域和頻域指標(biāo)均顯著下降，且HRV下降與反映負(fù)荷強(qiáng)度的指標(biāo)CK和血乳酸的升高密切相關(guān)。多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動后HRV指標(biāo)均較其基線水平顯著降低［6，7］，并且負(fù)荷強(qiáng)度大的運(yùn)動后HRV下降比中等強(qiáng)度運(yùn)動更明顯［7］。但中等強(qiáng)度急性運(yùn)動（60 min，65%最大心率）后，TP、HF、SDNN、RM9SSD和壓力反射的敏感性顯著升高［8］，推測運(yùn)動負(fù)荷強(qiáng)度不同是造成結(jié)果差異的原因之一。

賽后BU值變化顯示散打教學(xué)比賽負(fù)荷量不大，而賽后HRV各時(shí)域和頻域指標(biāo)與BU變化之間也無顯著相關(guān)，提示HRV變化與散打比賽負(fù)荷量無明顯相關(guān)，HRV各指標(biāo)可能對散打比賽負(fù)荷量不敏感。散打比賽即使打滿3個(gè)回合，全部凈比賽時(shí)間只有8 min，負(fù)荷量不大。但在負(fù)荷量不大的情況下，HRV也許不能反映負(fù)荷量變化對其的影響，而負(fù)荷量很大時(shí)，HRV各指標(biāo)的變化可能不同。Kaikkonen等［7］發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)動強(qiáng)度或運(yùn)動持續(xù)時(shí)間增加時(shí)，HF、LF和TP恢復(fù)都變慢。劉凌等［9］認(rèn)為，促使HRV變化的主要因素是運(yùn)動量、運(yùn)動強(qiáng)度及訓(xùn)練時(shí)間，HRV變化能靈敏地反映這三個(gè)因素變化對人體負(fù)荷量的影響?？梢?，對于HRV變化是否反映運(yùn)動量的不同，還需針對專門的運(yùn)動項(xiàng)目［10，11］和不同的運(yùn)動設(shè)計(jì)［12］進(jìn)行進(jìn)一步研究。

表2 HRV的變化與一些訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控指標(biāo)的相關(guān)性（n = 13）

3.2 賽后HRV顯著下降的可能原因

本實(shí)驗(yàn)選取的散打項(xiàng)目屬于大強(qiáng)度的、非周期性項(xiàng)目，比賽中吸氣和呼氣較正常狀態(tài)短促，且節(jié)律紊亂。由于HRV高頻區(qū)域的功率與呼吸驅(qū)動的副交感神經(jīng)活性密切相關(guān)，高頻區(qū)域的峰值受呼吸節(jié)律影響較大［11］，這可能是比賽后副交感活性指標(biāo)大幅度下降的原因。運(yùn)動中血流量變化，血流的流體切應(yīng)力（shear stress）增加［13］，造成壓力感受性神經(jīng)反射功能升高，交感神經(jīng)興奮性加強(qiáng)，使自主神經(jīng)系統(tǒng)的平衡向交感優(yōu)勢傾斜。此外，運(yùn)動中體溫升高也與HRV變化有關(guān)［14］。交感和副交感神經(jīng)作用相互拮抗。某些情況下，也可能出現(xiàn)二者均增強(qiáng)或均減弱的情況，但必有一個(gè)略占優(yōu)勢。本研究中，散打運(yùn)動員賽后交感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)活性均下降，推測比賽時(shí)首先由副交感神經(jīng)系統(tǒng)退讓，交感神經(jīng)系統(tǒng)反射性興奮，使運(yùn)動員心率快速升高，機(jī)體迅速動員多器官潛能，適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的急劇變化。但持續(xù)大強(qiáng)度刺激可能使機(jī)體出現(xiàn)保護(hù)性抑制，交感神經(jīng)活性也下降，不過，交感神經(jīng)活動依然占優(yōu)。

此外，運(yùn)動員自主神經(jīng)系統(tǒng)的變化是長期訓(xùn)練適應(yīng)的結(jié)果。我們觀察到，極限強(qiáng)度比賽中，心率越高的散打運(yùn)動員，交感神經(jīng)活性下降越多，而賽后心率恢復(fù)越快，則賽后副交感神經(jīng)活性下降幅度越小?？梢姡穆史磻?yīng)與HRV的交感和副交感神經(jīng)關(guān)系密切。我們推測，優(yōu)秀運(yùn)動員經(jīng)過長期專項(xiàng)訓(xùn)練產(chǎn)生良好的自主神經(jīng)適應(yīng)，表現(xiàn)為大強(qiáng)度應(yīng)激時(shí)交感神經(jīng)能充分激活，調(diào)動機(jī)體所有能力，而賽后副交感神經(jīng)對應(yīng)激反應(yīng)更小，能更快恢復(fù)。Pichot提出，在以無氧訓(xùn)練為主的急性運(yùn)動或短期實(shí)驗(yàn)中，往往先出現(xiàn)交感神經(jīng)功能增強(qiáng)，隨之副交感神經(jīng)功能增強(qiáng)，說明在心臟自主神經(jīng)調(diào)節(jié)過程中存在強(qiáng)度效應(yīng)關(guān)系，良好的迷走神經(jīng)功能退讓是人體對負(fù)荷強(qiáng)度產(chǎn)生訓(xùn)練適應(yīng)的重要調(diào)控方式［1］。

3.3 采用HRV指標(biāo)監(jiān)控運(yùn)動訓(xùn)練需注意的問題

首先，HRV指標(biāo)個(gè)體差異很大。最近，Silva等［15］發(fā)現(xiàn)HRV與基因多態(tài)性有關(guān)。我們也發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員基礎(chǔ)狀態(tài)時(shí)的HRV差異很大，而賽后HRV指標(biāo)變異性更大，提示在采用HRV評價(jià)運(yùn)動員機(jī)能狀態(tài)、監(jiān)控訓(xùn)練和比賽時(shí)，應(yīng)注意探索運(yùn)動員HRV個(gè)體化特征和項(xiàng)目規(guī)律。此外，HRV檢測方法不統(tǒng)一，如短時(shí)或長時(shí)記錄，測試姿勢是仰臥、半仰臥、睡眠狀態(tài)還是處于日常活動中，干預(yù)的時(shí)長、強(qiáng)度、頻度等，以致對結(jié)果很難進(jìn)行比較。而且，不同研究采用的指標(biāo)體系也不一樣，HRV分析是基于RR間期的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理得到的一系列時(shí)域、頻域指標(biāo)和非線性方法，對多數(shù)通過計(jì)算獲得的指標(biāo)進(jìn)行生物學(xué)功能上的解釋，還存在較大的困難［16］，比如，運(yùn)動員安靜狀態(tài)心率較低，盡管這可能與交感神經(jīng)活性降低有關(guān)，但卻無文獻(xiàn)確證HRV各項(xiàng)數(shù)據(jù)均與此有關(guān)，且LF在多大程度上能反映交感神經(jīng)活性尚無明確證據(jù)。因此，實(shí)踐中只有結(jié)合其他監(jiān)控指標(biāo)，才能有效運(yùn)用HRV于運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控。

其次，急性運(yùn)動前后LF變化與LFnu、LF/ LF可能不一致。我們發(fā)現(xiàn)，在散打比賽后，雖然LF顯著下降，但LFnu和LF/LF顯著升高。LFnu和LF/LF是LF的派生指標(biāo)，是目前HRV研究中常用的重要指標(biāo)。從計(jì)算公式看，LFnu反映了去除了VLF之后LF在總體頻域功率TP中所占的比例。LF和LFnu在安靜狀態(tài)下主要反映交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)能力，但由于去除VLF后，運(yùn)動后總頻域功率（即TP－VLF）下降幅度比LF更大，因此運(yùn)動后LFnu反而變大。此外，一般認(rèn)為LF/HF反映交感神經(jīng)系統(tǒng)和副交感神經(jīng)系統(tǒng)之間的平衡，該指標(biāo)升高說明賽后交感神經(jīng)系統(tǒng)活性占優(yōu)勢。結(jié)合賽后LF降低的情況，我們推測，散打運(yùn)動員賽后交感和副交感神經(jīng)活性均較低的情況下，二者的平衡向交感神經(jīng)占優(yōu)勢的方向變化。運(yùn)動后LF的變化方向和LFnu、LF/LF不一致，提示在應(yīng)用LFnu和LF/LF評價(jià)運(yùn)動前后交感神經(jīng)功能變化時(shí)，應(yīng)注意它們的適用性。

4 總結(jié)

散打教學(xué)比賽后運(yùn)動員交感和副交感神經(jīng)調(diào)節(jié)能力均顯著下降；HRV可能是監(jiān)控散打比賽負(fù)荷強(qiáng)度監(jiān)控的有效指標(biāo)；應(yīng)用HRV指標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練或比賽監(jiān)控時(shí)應(yīng)該注意個(gè)體差異；訓(xùn)練前后LF與LFnu、LF/LF的變化可能不一致或者相反，需注意它們在訓(xùn)練監(jiān)控中的適用性。

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