申日娜，陳樂琴

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定量負荷運動下體育生與非體育生心率變異性比較研究

申日娜，陳樂琴

山西師范大學體育學院，山西臨汾，041000。

目的：探討體育生與非體育生在定量負荷運動中心率變異性指標是否有差異，為提高大學生的心臟功能提供科學依據(jù)。方法：隨機選取山西師范大學體育專業(yè)女生15名，非體育專業(yè)15名，分別進行安靜狀態(tài)下、定量負荷運動過程中、運動后恢復期的HRV測試，應用MEGA心率變異性儀器進行記錄與分析。結(jié)果：在安靜狀態(tài)下體育生心率變異性大于非體育生，但沒有顯著差異；在運動過程中，非體育生迷走神經(jīng)降低程度大于體育生，且具有顯著性差異；在運動后恢復期，非體育生交感神經(jīng)張力大于體育生，且具有顯著性差異。結(jié)論：體育生的心率變異性大于非體育生，非體育生要加強體育鍛煉，促進身體健康。

定量負荷；運動；體育生；非體育生；心率變異性

隨著科技水平的提高，健康意識受到很大的重視，人們越來越認識到健康的重要性，健康是夢想的基礎(chǔ)，然而高校是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的基地，大學生對國家的發(fā)展起著重大的作用，因此，大學生的體質(zhì)健康非常重要。大量研究表明，體育鍛煉可以增強體質(zhì)，長期有氧運動可以提高肺功能和心血管機能，降低安靜時心率，增強心臟的儲備能力。心率是由竇房結(jié)為起搏點的心臟節(jié)律性活動，竇房結(jié)的自律性活動受到迷走神經(jīng)和交感神經(jīng)的控制。而心率變異性是評價交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的張力及平衡性的重要指標。心率變異性（HRV）是指：正常心搏的RR間期不是完全一致的，是交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)平衡的最佳表現(xiàn)，從而形成每搏間期的差異。心率變異性中蘊含著大量心血管信息，迷走神經(jīng)興奮時，心率減慢，心率變異性增大，迷走神經(jīng)受損時，心率加快，心率變異性減小。

本研究旨在發(fā)現(xiàn)體育生與非體育生在定量負荷狀態(tài)下心率變異性變化，探討體育生與非體育生心率變異性有無差異，為提高大學生的心臟功能提供科學依據(jù)，促進大學生身體健康。

1 研究方法對象與方法

1.1 研究對象

本研究依照自愿和隨機的原則，對山西師范大學的學生進行招募，隨機選取體育專業(yè)女生15名，非體育專業(yè)女生15名。

表1 受試者的基本身體特征

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 查閱相關(guān)的文獻，檢索內(nèi)容包括：心率變異性的概念、運動對心率變異性的影響、心率變異性指標在體育領(lǐng)域的運用等相關(guān)資料，對相關(guān)資料進行篩選、分類和整理，全面更好的掌握與本研究相關(guān)的現(xiàn)狀和最新研究成果，為本文的研究奠定基礎(chǔ)。

1.2.2 實驗測試法（1）測試方案：對所有受試者佩戴MEGA心率變異性測試儀分別進行安靜狀態(tài)下、運動過程中、運動后恢復期的HRV測試，安靜狀態(tài)下、運動后恢復期的HRV測試采用仰臥位姿勢，運動中HRV的測試采用定量負荷機能實驗。

（2）定量負荷機能測試：所有受試者采用功率Custo-Med 3000型自行車，以60rpm騎蹬進行逐級遞增負荷運動測試。具體負荷安排見表2。

表2 運動負荷安排一覽表

本實驗采取逐級遞增負荷試驗，因此，采用限制性運動負荷試驗終止的標準：①血壓異常：≥200/110mmHg或者舒張壓下降20mm以上；②心率達到預計最大心率；③受試者提出停止測試；④受試者主觀感受（RPE）≥17；⑤不能維持所要求的速度10s。出現(xiàn)上述其中某一終止標準時，立即停止測試。安靜時呼吸技能的相關(guān)指標和心率為坐在功率自行車上靜坐1min的測試值。

實驗前及實驗過程中注意事項：向受試者介紹實驗過程和相關(guān)注意事項，征得同意并在知情同意書上簽字。測試前48h不得參加劇烈運動、不吸煙、不喝酒、不喝咖啡，保證正常飲食，未服任何治療藥物。實驗前熟悉實驗程序。

（3）測試指標：測試指標有受試者的基本情況，指標包括年齡、身高、體重；HRV的測試指標：時域指標SDNN、RMSSD、PNN50、頻域指標有：HF、LF、HF/LF。

（4）實驗儀器：研究中使用電子身高計、電子體重計、功率自行車（型號：Custo-Med 3000）、芬蘭制造MEGA心率變異性測試儀進行測試，受試者通過佩戴心率變異性測試儀分別進行安靜狀態(tài)下、定量負荷運動下、運動后恢復期的心率變異性測試，本研究采用短時間HRV測試。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法 應用統(tǒng)計軟件SPSS17.0版本進行分析，以P<0.05為顯著性差異，P<0.01為極顯著性差異，P>0.05為沒有顯著性差異，采用獨立樣本t檢驗，進行兩組之間的比較，數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標準差來表示。

2 研究結(jié)果

2.1 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下HRV指標比較

安靜狀態(tài)下體育生與非體育生HRV指標見表3、表4和圖1、圖2。從表中可以看出，體育組與非體育組之間時域指標（HR, RR, SDNN, RMSSD）和頻域指標（VLF, LF, HF, LF/HF）都沒有顯著差異，但是體育組時域指標中RR, RMSSD高于非體育組，HR低于非體育生，體育組頻域指標中VLF,LF,HF,LF/HF都高于非體育組。

表3 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下時域指標比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖1 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下時域指標比較

表4 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下頻域指標比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖2 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下頻域指標比較

2.2 體育生與非體育生在運動過程中HRV指標比較

在運動過程中體育生與非體育生HRV指標見表5、表6和圖3、圖4。從表中可以看出，體育組時域指標中RR，SDNN，RMSSD都高于非體育組，HR低于非體育組，其中RR，SDNN，RMSSD兩組之間有顯著差異（P<0.05）；體育組頻域指標中VLF，LF，LF/HF值低于非體育組，且有顯著差異（P<0.05），HF高于非體育組，兩組之間具有顯著差異。

表5 體育生與非體育生在運動過程中時域指標比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖3 體育生與非體育生在運動過程中時域指標比較

表6 體育生與非體育生在運動過程中頻域指標比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖4 體育生與非體育生在運動過程中頻域指標比較

2.3 體育生與非體育生在運動后恢復期HRV指標比較

在運動后恢復期體育生與非體育生HRV指標見表7、表8和圖5、圖6。從表中可以看出，體育組時域指標中RR、SDNN、RMSSD都高于非體育組，HR低于非體育組，其中HR，RR兩組之間有顯著性差異（P<0.05）。體育組頻域指標中VLF、LF、LF/HF低于非體育組，HF高于體育組，其中VLF、LF/HF兩組之間有顯著性差異（P<0.05）。

表7 體育生與非體育生在運動后恢復期時域指標比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖5 體育生與非體育生在運動后恢復期時域指標比較

表8 體育生與非體育生在運動后恢復期頻域指標比較

注：*表示兩組相比，P<0.05；**表示P<0.01。

圖6 體育生與非體育生在運動后恢復期頻域指標比較

3 分析與討論

心率變異性（HRV）是逐次心跳間期之間的微小差異，HRV的產(chǎn)生主要是由于心臟竇房結(jié)的自律活動通過交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)，并不斷受到神經(jīng)中樞壓力反射和呼吸活動等因素的調(diào)節(jié)作用，使得心跳間期之間一般存在著幾十毫秒的差異。人的交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)相互作用，導致了心率變化的不規(guī)則性，使心血管系統(tǒng)具有某種應變潛力。在健康狀態(tài)下，心率變異性值有一定的范圍，當心率變異性下降時，心血管系統(tǒng)健康水平降低，當下降到某個特定值時，個體的死亡風險增大。所以，心率變異性可以判定心血管風險水平的依據(jù)和預測心血管事件的獨立危險因素。

目前最普遍的HRV的檢測方法就是：線性分析和非線性分析。線性分析又包括：時域分析和頻域分析，這兩種分析方法是最常見的方法，非線性分析涉及到復雜的數(shù)學問題，所以使用這種方法來進行分析的比較少。時域指標中：HR（心率）是反應R-R均值的大小，是指心臟每分鐘跳動的次數(shù)，反應心跳的快慢；RR全部正常R-R間期的平均值，是反應整體HRV的大小，SDNN是全部竇性R-R間期標準差，反映的是自主神經(jīng)對心臟的控制能力和恢復程度，是對HRV總評價的反映；RMSSD表示：所有鄰近竇性R-R間期長度差異平方均值的平方根，反映迷走神經(jīng)的敏感指標。頻域指標中：VLF（極低頻帶）是反映交感神經(jīng)功能的；LF是反映交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)的復合調(diào)節(jié)功能，某些情況下可以反映交感神經(jīng)的敏感性；HF是反映迷走神經(jīng)的敏感性指標；LF/HF是反映交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)的平衡狀態(tài)。

3.1 體育生與非體育生在安靜狀態(tài)下HRV指標分析

張昕等人通過研究運動訓練的學生與普通大學生的HRV對比發(fā)現(xiàn)，運動訓練可以顯著增大心率變異性，降低安靜時心率，增強心肺功能。李之俊、高炳宏的研究發(fā)現(xiàn)，12名優(yōu)秀男子賽艇運動員安靜時總HRV較高，是普通健康男性的1.63倍，并與最大攝氧量呈顯著性正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示：在安靜狀態(tài)下時域指標中體育生HR（心率）低于非體育生，而反應整體心率變異性大小的RR高于非體育生，反應迷走神經(jīng)的RMSSD也高于非體育生；在安靜狀態(tài)下頻域指標VLF、LF、HF、LF/HF都高于非體育生，但不存在顯著性差異。分析可以得出：體育生在安靜狀態(tài)下心率低于非體育生，心率變異性大于非體育生，迷走神經(jīng)占主導。

3.2 體育生與非體育生在運動過程中HRV指標分析

Eamest研究發(fā)現(xiàn)：自行車運動員完成3個遞增負荷的訓練沖量后發(fā)現(xiàn)，各個階段安靜心率無明顯改變，但HRV變化明顯，與此變化密切相關(guān)的兩個變量是訓練量和訓練強度，蹬車是運動員及正常人LF、HF均降低，但正常人HRV降低幅度更大，運動員維持了較普通人相對高的HRV。本研究結(jié)果顯示：在運動過程中時域指標中：HR（心率）低于非體育生，而反應整體心率變異性大小的RR高于非體育生，反應HRV整體的恢復程度SDNN高于非體育生，反應迷走神經(jīng)RMSSD高于非體育生，其中RR、SDNN、RMSSD3個指標兩組之間存在顯著性差異；頻域指標中顯示：反應交感神經(jīng)的VLF、LF低于非體育生，反應迷走神經(jīng)的HF高于非體育生，反應迷走神經(jīng)與交感神經(jīng)平衡性的LF/HF低于非體育生，且VLF、LF、HF、LF/HF指標兩組之間都存在顯著性差異。綜合分析得出：在運動過程中，體育生的迷走神經(jīng)降低程度低于非體育生，非體育生的交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)失衡程度大于體育生，因此，體育生在運動過程中心率變異性高于非體育生。

3.3 體育生與非體育生在運動后恢復期HRV指標分析

斯琴等人通過研究運動員與普通健康人的心率變異性，研究結(jié)果顯示：運動員在安靜狀態(tài)下的心率低于普通健康人，在運動后恢復階段，運動員HRV的指標LF和HF顯著高于普通健康人，運動員的恢復比普通健康人快，這就說明運動員的HF值在安靜狀態(tài)下和運動狀態(tài)下都顯著高于普通健康人，運動員的迷走神經(jīng)活性高于普通健康人。本研究結(jié)果顯示：在運動恢復期時域指標中：反應整體心率變異性大小的RR高于非體育生，反應HRV整體的恢復程度SDNN高于非體育生，反應迷走神經(jīng)RMSSD高于非體育生，HR（心率）低于非體育生，其中RR，HR指標兩組之間存在顯著性差異；頻域指標中顯示：反應交感神經(jīng)的VLF、LF低于非體育生，反應迷走神經(jīng)的HF高于非體育生，反應迷走神經(jīng)與交感神經(jīng)平衡性的LF/HF低于非體育生，其中VLF、LF/HF指標兩組之間存在顯著性差異。綜合分析的出：在運動恢復期，非體育生交感神經(jīng)張力大于體育生，交感神經(jīng)占主導，恢復較慢，因此，非體育生在運動后恢復期心率變異性小于體育生。

4 結(jié) 論

（1）在安靜狀態(tài)下，體育生的心率變異性大于非體育生。

（2）在運動過程中，體育生的迷走神經(jīng)降低程度低于非體育生，非體育生的交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)失衡程度大于體育生，因此，體育生在運動過程中心率變異性高于非體育生。

（3）在運動后恢復期，非體育生交感神經(jīng)張力大于體育生，交感神經(jīng)占主導，恢復較慢，因此，非體育生在運動后恢復期心率變異性小于體育生。

（4）非體育生的心率變異性與體育生相比較低，迷走神經(jīng)張力減弱，交感神經(jīng)張力增強。因此，非體育生要加強體育鍛煉，增強心機功能。

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Sports Students and Non-sports Students under the Quantitative Load Movement Comparative Study of HRV

SHEN Rina, CHEN Leqin

Institute of P.E., Shanxi Normal University, Linfen Shanxi, 041000, China.

Objective: to explore the birth and non-sports sports in quantitative load exercise heart rate variability index differences, which will provide a scientific basis for improve the cardiac function of college students. Methods: randomly selected from Shanxi normal university sports professional girl 15, 15 non-professional sports, respectively for quiet condition, quantitative load exercise, sports convalescence after HRV in the process of test, the application of MEGA heart rate variability for recording and analysis instrument. Results: under the quiet state sports gave birth to heart rate variability is greater than the non-sports gave birth, but no significant difference; In the process of movement, not PE raw extent of the vague nerve is larger than sports, and has significant difference; In recovery after exercise, not PE raw sympathetic nerve tension is greater than the sports, and has significant difference. Conclusion: the sport of heart rate variability is greater than the non-sports, non-sports to strengthen physical exercise, promote physical health.

Quantitative load; Sport; Sports students; Non-sports students; Heart rate variability

1007―6891（2017）02―0031―04

10.13932/j.cnki.sctykx.2017.02.09

G804.49

A

2016-09-02

2016-09-22