李廣周

（重慶三峽學(xué)院體育與健康學(xué)院，重慶萬州 404100）

高住高練低訓(xùn)（HiHiLo）是一種模擬低氧訓(xùn)練法，即讓受訓(xùn)人員每晚在人工低氧環(huán)境中居住，白天正常訓(xùn)練，定期輔以低氧訓(xùn)練[1].心臟收縮時間間期（Systolic Time Tnterval，STI）目前已成為評價心臟功能的重要指標系統(tǒng)，具有簡便、準確和重復(fù)性好的特點，是心臟功能定量的非損傷性檢查指標之一[2].踝臂指數(shù)（Ankle Brachial Index，ABI）是用以評價下肢動脈有無狹窄，能反映下肢動脈粥樣硬化狹窄、阻塞程度的一項重要指標.通過計算足背動脈或脛后動脈的收縮壓和肱動脈收縮壓的比值來診斷疾病，尤其是對下肢動脈疾病敏感，其特異性接近100%，與有創(chuàng)動脈造影檢查結(jié)果極一致[3].ABl測量是篩查下肢外周動脈病的一種準確、無創(chuàng)的手段，其應(yīng)用價值在國外已得到廣泛認可[4-5].本研究旨在通過受試者STI和ABl的變化，探討HiHiLo訓(xùn)練對心血管功能的影響.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本文研究對象為有良好運動經(jīng)歷的在校男大學(xué)生48人.專項分別為足球、游泳、長跑運動員，其中二級運動員47人，一級運動員1人；年齡20.63 ± 0.74，身高178.25 ± 4.33，體重69.50 ± 6.44；無家族遺傳病史及心血管系統(tǒng)疾病.

1.2 研究方法

1.2.1 低氧室

低氧室2間（每間住4人）和1間監(jiān)測室，制造低氧室的原理是利用氮氣膜分離器降低空氣中O2含量，而氣壓保持常壓.每天下午5點啟動低氧發(fā)生儀，晚上8點時前低氧室內(nèi)O2濃度下降至14.5%（相當(dāng)于海拔高度約3 000 m）.受試者在9點之前入住，整個夜間低氧室內(nèi)O2濃度保持在14.5%左右，溫度23±13 ℃，濕度63 ± 5%.第二天早上7點之后受試者才能離開低氧室，以保證低氧暴露不少于10小時.然后開門開窗，必要時可打開換氣扇，保持空氣流通.

1.2.2 測試儀器

美國產(chǎn)Monark功率自行車和低氧發(fā)生儀、天津產(chǎn)氣體自動檢測儀、日本科林公司產(chǎn)PWV/ABI測定儀、芬蘭產(chǎn)心率遙測儀，以及節(jié)拍器、秒表、體重身高計等設(shè)備.

1.2.3 HiHiLo訓(xùn)練方案

本實驗為期4周，訓(xùn)練模式為“常氧正常訓(xùn)練+低氧睡眠+定期低氧訓(xùn)練”.受試者白天在常氧環(huán)境中正常訓(xùn)練；晚上在低氧室內(nèi)居?。?1：00～次日晨7：00），保證10小時；每周進行3次低氧訓(xùn)練，訓(xùn)練在低氧室內(nèi)進行，訓(xùn)練方式為蹬功率自行車30 min（60 rpm/min），運動強度以個體75% V02max為基礎(chǔ)，運動過程中調(diào)整功率自行車負荷，讓受試者的SpO2保持在87%～93%之間.

1.2.4 測試流程

測試人員和測試所用設(shè)備儀器相同，測試條件和環(huán)境相似.測試時間安排在 HiHiLo訓(xùn)練前、HiHiLo訓(xùn)練2周后和4周后進行，共3次.讓受試者仰臥于測試床上，聯(lián)接心電圖導(dǎo)聯(lián)和固定好四肢的壓力感應(yīng)帶.安靜休息5分鐘后，開始測試，采集相關(guān)數(shù)據(jù)后，并打印出PWV/ABI報告單.

1.3 數(shù)據(jù)處理

對所獲得數(shù)據(jù)借助計算機用 SPSS13.0 for windows統(tǒng)計分析，采用方差分析、t檢驗.測量結(jié)果用均值±標準差表示，P < 0.05表示差異顯著，P <0.01表示差異極顯著.

2 結(jié)果與分析

2.1 HiHiLo對受試者HR和STI的影響

受試者經(jīng) HiHiLo訓(xùn)練后，在安靜狀態(tài)下心率（HR）有所下降，心動周期（R-R）有所延長，但與HiHiLo訓(xùn)練前比較，無顯著性差異；PEP、LVET隨 HiHiLo訓(xùn)練時間延長而逐漸延長，二者在HiHiLo訓(xùn)練4周后與HiHiLo訓(xùn)練前比較均有顯著差異性（P < 0.05）；PEP/LVET、ICT、ICT/LVET隨 HiHiLo訓(xùn)練時間延長而逐漸縮短，其中PEP/LVET、ICT/LVET在 HiHiLo訓(xùn)練 4周后與HiHiLo訓(xùn)練前比較均有顯著差異性（P < 0.05），而ICT在HiHiLo訓(xùn)練4周后與HiHiLo訓(xùn)練前比較則不具有顯著性差異（0.05< P<0.1）.具體變化值見表1.

表1 HiHiLo對受試者HR和STI的影響

*表示與HiHiLo前比較，有顯著差異，P＜0.05.

2.2 HiHiLo前、中、后踝臂指數(shù)(ABI)的變化

經(jīng)過 HiHiLo訓(xùn)練后，受試者收縮壓的變化，見表2.據(jù)受試者左右兩側(cè)收縮壓值，計算出其左右兩側(cè)ABI值的變化，詳見表3.HiHiLo訓(xùn)練2周后與HiHiLo前比較，LABI（P=0.007，<0.05），RABI（p=0.020，<0.05）；HiHiLo訓(xùn)練4周后與HiHiLo前比較，LABI（P=0.012，<0.05），RABI（p=0.015，<0.05）；HiHiLo訓(xùn)練4周后HiHiLo訓(xùn)練2周后比較，LABI（P=0.339，>0.05），RABI（p=0.183，>0.05）.其變化趨勢見圖1.

表2 HiHiLo對受試者SBP的影響

表3 HiHiLo對受試者ABI的影響

圖1 HiHiLo對受試者左右兩側(cè)ABI變化趨勢圖

3 討 論

3.1 心率（HR）和心動周期（R-R）

心率和心動周期評價心血管系統(tǒng)機能具有重要意義，它們常用來反映運動強度，用于運動員的自我監(jiān)督或醫(yī)務(wù)監(jiān)督，安靜時心率有明顯的個體差異，訓(xùn)練后，運動員的安靜心率下降，說明運動員的心功能增強[6]23-24.從表2可看出，經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后，心率下降，心動周期延長，該結(jié)果提示HiHiLo訓(xùn)練后受試者心功能得到改善.其機理可能是在神經(jīng)體液調(diào)節(jié)下和血流動力學(xué)超負荷運動作用下，尤其是在心臟自身的自分泌、旁分泌及胞內(nèi)分泌機制調(diào)控下的相關(guān)功能及代謝，甚至是結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生了適應(yīng)性的改變[7]331-359.

3.2 射血前期（PEP）、左室射血時間（LVET）及射血指數(shù)（PEP/LVET）

PEP表示心室除極化開始到心室開始射血的時間間隔，是反映心室除極化過程的快慢，心肌的收縮能力及其收縮時前后負荷的大小.從表3可看出，經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后，受試者PEP延長，說明心肌收縮力增強，心肌收縮速度加快.正常情況下心肌去極化速度和心室的收縮時前后負荷的大小不會有變化，受試者PEP延長，最大可能是與心臟交感神經(jīng)張力下降，迷走神經(jīng)張力增強，正性應(yīng)變力效應(yīng)減弱等有關(guān).表明 HiHiLo訓(xùn)練后，受試者的心肌收縮潛力得到了改善，心臟工作效率得到了提高[8].

LEVT是主動脈瓣開放到關(guān)閉的時間間隔，即左心室收縮將血液射入主動脈的時間，其大小受多種因素的影響，如心肌收縮力量、速率和心肌纖維初長度.在一定負荷強度范圍內(nèi)，LEVT與每搏輸出量（SV）呈正相關(guān)，與心率成負相關(guān).也就是說LEVT越長，心肌纖維縮短程度越大，每搏輸出量越多，心功能也就越好[8].

PEP和LVET均受心率的影響，并均與心率呈負相關(guān)性，為了排除心率的影響，可用 PEP/LVET比值作為反映心臟收縮能力的指標.該比值與每搏輸出量（SV）、射血分數(shù)（EF）、心輸出量（CO）均呈現(xiàn)高度負相關(guān)，是評價左心室功能最敏感的指標之一.在一定運動負荷范圍內(nèi)，此值越小則說明心功能越好[11].受試者經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后LEVT延長，PEP/LVET變小，表明受試者心功能得到增強.

3.3 等容收縮期（ICT）及等容收縮期與左室射血時間比值（ICT/LVET）

從房室瓣關(guān)閉到主動脈瓣打開之前的時間間隔稱為等容收縮期（ICT），其時間的長短取決于心室肌收縮力量、受前負荷影響的收縮速率以及受后負荷影響的心室射血所需的最大壓力.ICT/LVET是等容收縮時間與左室射血時間的比值，是反映心室收縮的重要指標[9].根據(jù)Frank—Starlng機理，心臟收縮幅度越大，力量越大，心臟泵血能力越強，同時心臟舒張也越充分，心室容積也越大，最終使左心室在同等條件下，射出更多的新鮮血液.

HiHiLo訓(xùn)練后ICT有所縮短，但與HiHiLo前比較，無顯著性差異；ICT/LVET在HiHiLo訓(xùn)練后變小，HiHiLo訓(xùn)練4周后與HiHiLo前比較，有顯著性差異.該結(jié)果提示：經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后ICT相對性穩(wěn)定，ICT/LVET縮短，在一定范圍內(nèi)有使射血分數(shù)（EF）增加和每搏輸出量（SV）增大的作用，最終使心臟在安靜狀態(tài)下出現(xiàn)能量節(jié)省化.

3.4 臂踝指數(shù)（ABI）

ABI測量作為一種操作簡便、準確無創(chuàng)的臨床檢查手段，常用于篩查下肢及外周動脈的病變.它能檢測顱內(nèi)動脈和冠狀動脈以外的其他動脈（下肢動脈、頸動脈、腎動脈等）的阻塞性疾病[4]；尤其是診斷下肢動脈疾病具有很高的敏感性、特異性和準確性，其判斷標準為：ABI ≤ 0.9表示動脈有阻塞的可能，0.9 < ABI < 1.3為正常，Abl < 1.3表示血管有鈣化疑似[3][10].

從表4可見，經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后，受試者左右兩側(cè)ABI在正常生理范圍內(nèi)顯著升高，其中HiHiLo訓(xùn)練2周后與HiHiLo前比較，P < 0.05；隨著訓(xùn)練時間延長，ABI繼續(xù)升高，但升高幅度明顯下降，HiHiLo訓(xùn)練4周后HiHiLo訓(xùn)練2周后比較，P值均 > 0.05.該結(jié)果提示，經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后，受試者的動脈血管功能得到改善，彈性提高.

受試者在 HiHiLo訓(xùn)練過程中，機體受到運動負荷和低氧睡眠的雙重刺激，心血管系統(tǒng)的功能，甚至結(jié)構(gòu)很可能進行了重塑.在重塑過程中，如血管緊張素II、內(nèi)皮素、甲狀腺素、兒茶酚胺、心鈉素、胰島素生長因子、降鈣素基因相關(guān)肽等，以及它們的相應(yīng)受體，可能起到了重要調(diào)節(jié)作用.上述各調(diào)節(jié)因素經(jīng)過一系列的信息傳遞過程（IP3、Ca2+），從而引起初始基因和刺激（Actin、MLC-2、心肌收縮蛋白MHC等）在轉(zhuǎn)錄水平的表達，最終致使心血管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的產(chǎn)生重塑[7][11].研究還發(fā)現(xiàn)，機體在低氧環(huán)境刺激下，可誘發(fā) iNOS基因mRNA的表達，從而使體內(nèi)的NO生成釋放增多[12][13].NO是一種血管內(nèi)皮衍生性因子，對血管舒張有著雙重的調(diào)節(jié)作用，生理范圍內(nèi)的NO濃度可起到信使的作用，具有抑制血小板聚集，提高血管順應(yīng)性的作用.可見，動脈血管的順應(yīng)性/彈性的改善，很可能是大、小動脈血管在低氧和運動負荷的雙重刺激下，結(jié)構(gòu)和功能均發(fā)生了變化的結(jié)果.

4 結(jié) 論

第一，經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后，受試者HR下降，R-R延長；PEP、LEVT延長，PEP/LVET比值變??；ICT縮短，ICT/LVET比值變小.該結(jié)果表明，受試者心肌收縮力增加，心力儲備提高，心功能得到增強.

第二，經(jīng)HiHiLo訓(xùn)練后，受試者ABI在生理范圍內(nèi)升高，提示 HiHiLo訓(xùn)練可改善受試者的動脈血管功能，但同時也觀察到并不是 HiHiLo訓(xùn)練時間越長越好.

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