董煜，徐國偉

（1.北京石油化工學院，北京 102617；2.中國兒童中心 體育部，北京 100025）

不同強度游泳對成年代謝綜合征患者安靜時心率變異性的影響

董煜1，徐國偉2

（1.北京石油化工學院，北京 102617；2.中國兒童中心 體育部，北京 100025）

目的觀察不同強度游泳對成年代謝綜合征（MS）患者安靜時心率變異性（HRV）的影響。方法 選取成年MS患者126例，根據(jù)入組先后順序分為低強度組、中強度組及高強度組，各42例。各組均進行為期4周不同強度的游泳運動，檢測并比較運動前后HRV指標。結(jié)果①各組LF運動后即刻降低，在恢復期30 min內(nèi)緩慢上升，高強度組上升的最明顯（P＜0.05）。低強度組HF運動后即刻上升，中強度組和高強度組運動后即刻降低（P＜0.05）；②各組SDNN運動后即刻下降，在恢復期30 min內(nèi)緩慢上升，但比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。各組RMSSD運動后即刻上升，在恢復期30 min內(nèi)緩慢降低（P＜0.05）。各組PNN50運動后即刻下降，在恢復期30 min內(nèi)中強度組和高強度組緩慢上升，而低強度組持續(xù)下降（P＜0.05）；③中強度組和高強度組運動后LF、HF、SDNN、RMSSD及PNN50較運動前升高，LF/HF較運動前降低，且與低強度組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05或P＜0.01）。結(jié)論4周中強度和高強度的游泳運動可以改善MS成人患者的HRV，而低強度的游泳運動對HRV影響不明顯。

游泳；代謝綜合征；成人；心率變異性

Abstract:ObjectiveTo observe the influence of swimming exercise at different intensities on heart rate variability of adult with metabolic syndrome (MS)in quiet condition.MethodsA total of 126 adults with MS were divided into the low intensity exercise group,the moderate intensities of exercise group and the high intensity exercise group.All groups were given different intensities of swimming exercise training for 4 weeks,and the HRV indexes were compared between before and after exercise.ResultsThe LF were reduced on the training instantaneousness,and rose slowly in 30 min of recovery time in the three groups,and the most obviously rising group was the high intensity exercise group (P＜0.05).HF increased in the low intensity exercise group,and reduced in the moderate and high intensity exercise group on the training immediately(P＜0.05).The SNDD reduced on the training immediately,and rose slowly on recovery time of 30 min in the three groups,but there was no statistically significant difference between the groups (P＞0.05).The RMSSD rose on the training immediately in the three groups,and in 30 min of recovery time the RMSSD rose slowly in the three groups.The PNN50 reduced on the training immediately in the three groups,and in 30 min of recovery time,the PNN50 rose slowly in the moderate and high intensity exercise group,and reduced in the low intensity exercise group (P＜0.05).LF,HF,RMSSD and PNN50 rose and LF/HF reduced significantlyafter exercise in the moderate and high intensity exercise group compared with the low intensity group (P＜0.05 orP＜0.01).ConclusionsThe moderate and high intensity swimming exercise training can improve HRV in adults with MS,but there is no significant effect of low intensity swimming exercise training on HRV.

Keywords:swimming;metabolic syndrome;adult;heart rate variability

運動干預是防治肥胖的首選方法，適宜的有氧運動可提高脂肪代謝酶活性，促進脂肪分解與利用，抑制脂肪合成，從而逐漸消除體內(nèi)堆積的脂肪，改善脂代謝[1]。心率變異性（heart rate variability，HRV）是指逐次心跳間RR間期的微小變異，其實質(zhì)是反應自主神經(jīng)系統(tǒng)交感神經(jīng)活性與迷走神經(jīng)活性及其平衡協(xié)調(diào)的關系，即心臟自律系統(tǒng)的調(diào)控能力[2]。如果自主神經(jīng)系統(tǒng)長期處于失衡或活性下降的狀態(tài)，人體易于出現(xiàn)內(nèi)臟功能紊亂的現(xiàn)象，也會導致運動效果的降低，增加運動風險，甚至損害身體健康。研究[3]發(fā)現(xiàn)，不同的運動負荷對HRV影響不同，在構(gòu)成運動負荷的諸多因素中，運動強度的影響尤為明顯。黃劍雅等[4]發(fā)現(xiàn)，針對40～49歲男性進行運動干預可以有效改善HRV水平。目前，國內(nèi)通過調(diào)整運動強度改善HRV水平的研究多集中于中老年人群，且運動形式不一，而缺乏針對于專項運動在特殊人群中的相關研究。因此，本研究選取代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）成年人為研究對象，觀察不同游泳運動強度對HRV的影響，探討更適合的游泳方式，為大眾科學健身提供試驗性依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取符合MS診斷標準的成年人126例。其中，男性67例，女性59例；年齡20～45歲，平均（35.44±4.16）歲。根據(jù)入組先后順序分為低強度組、中強度組及高強度組，各42例。納入標準：MS診斷符合2007年國際糖尿病聯(lián)合會診斷標準[5]；①近3個月體重穩(wěn)定；②無規(guī)律運動習慣或活動，如晨練、健身或跑步等；③不吸煙或戒煙＞6個月。排除標準：①近2周患有急慢性感染者；②已確診為糖尿病或使用胰島素控制血糖者；③合并繼發(fā)性高血壓、血脂紊亂、嚴重肝腎功能不全或心功能Ⅱ級以上者。各組性別、年齡、身高、體重、體質(zhì)指數(shù)（body mass index，BMI）及腰圍比較，差異無統(tǒng)計學意義，具有可比性（P＞0.05）（見表1）。本研究經(jīng)過倫理委員會審核，研究對象均簽署知情同意書。

表1 各組基線資料的比較 （n=42，±s）

表1 各組基線資料的比較 （n=42，±s）

組別男/女年齡/歲身高/m體重/kgBMI/（kg/m2）腰圍/cm低強度 21/21 35.71±4.22 1.71±0.43 79.21±3.45 27.08±0.86 94.10±10.11中強度 22/20 36.25±3.81 1.71±0.17 82.62±4.00 28.25±0.48 93.57±9.34高強度 24/18 35.41±4.58 1.74±0.25 80.50±4.52 26.59±0.87 94.41±9.25

1.2 方法

1.2.1 分組與適應根據(jù)入組先后順序分為低強度組、中強度組及高強度組，各42例。于研究開始前3天進行適應性游泳運動，運動強度為最高心率（heart rate max，HRmax）的 50%，1 次 /d，時長約 15 min。運動強度的評定根據(jù)美國運動醫(yī)學學會針對健康成人的運動強度分級表：①35%～54%HRmax為低強度運動；②55%～69%HRmax為中強度運動；③70%～89%HRmax為高強度；最大心率為220次/min。由運動方案開始前收集所有受試者24 hHRV指標。

1.2.2 運動方案各組3 d適應性游泳運動結(jié)束后，即開始進行為期4周的不同強度的游泳訓練，整個運動過程在醫(yī)護人員和游泳教練等專人監(jiān)督下完成。試驗于我校游泳館進行，運動開始前進行5 min的熱身活動，運動方案采取400 m自由泳打腿練習和300 m自由泳，運動后進行整理活動采用放松自由泳100 m。運動頻率為每周3次，每次60 min左右（包括熱身活動和整理活動）。測量最后100m完成后即刻的HRV，及恢復期（運動后1～5 min及30 min后）的HRV，另再分別對所有完成者進行24 hHRV測量，并剔除不符合運動強度的數(shù)據(jù)。

1.2.3 儀器與指標采用動態(tài)心電圖機和三通道模擬V5、V1、aVF導聯(lián)記錄器（美國GE公司）進行HRV檢測。分別進行頻域分析獲得低頻功率（low frequency，LF），頻段 0.04～0.15 Hz；高頻功率（high frequency，HF），頻段 0.15～0.40 Hz；低高頻功率的比值（LF/HF）。通過時域分析獲得全部正常RR間期的標準差（standard diviation of NN intervals，SDNN）；相鄰RR間期差值均方的平方根（root mean square of successive difference，RMSSD）；相鄰 RR 間期差大于50 ms的個數(shù)占總心跳次數(shù)額百分比（PNN50）。

1.3 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，非正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)（四分位距）[M（QL，QU）]表示，同一組中不同時間數(shù)據(jù)比較采用重復測量設計的方差分析，多組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 各組恢復期HRV頻域指標的變化

剔除不符合運動強度的數(shù)據(jù)和未完成4周試驗者后，最終完成者120例。運動后各組LF即刻降低，在恢復期30 min內(nèi)緩慢上升，高強度組上升的最明顯，比較差異有統(tǒng)計學意義（F=9.433、6.818及4.011，P=0.000、0.019及0.040）；運動后低強度組HF即刻上升，而中強度組和高強度組運動后HF即刻下降，在恢復期3 min內(nèi)低強度組和中強度組HF緩慢下降，高強度組緩慢上升，但差異無統(tǒng)計學意義（F=0.588、0.417 及 0.913，P=0.805、0.837 及 0.689）。見圖1。

圖1 各組恢復期HRV頻域指標的變化

2.2 各組恢復期HRV時域指標的變化

觀察各組HRV時域指標發(fā)現(xiàn)，運動后各組SDNN即刻下降，在恢復期30 min內(nèi)緩慢上升，但比較差異無統(tǒng)計學意義（F=0.220、0.180及0.371，P=0.558、0.312及0.623）；運動后各組RMSSD即刻上升，以高強度組最為明顯，在恢復期30 min內(nèi)緩慢下降（F=11.276、8.465 及 6.818，均 P=0.000）；運動后各組PNN50即刻降低，以高強度組最為明顯，在恢復期30 min內(nèi)中強度組和高強度組緩慢上升，而低強度組持續(xù)降低，比較差異有統(tǒng)計學意義（F=6.371、4.052 及 3.174，P=0.007、0.036 及 0.045）。見圖 2。

圖2 各組恢復期HRV時域指標的變化

2.3 各組4周運動前后HRV頻域指標和時域指標的變化

各組運動前頻域指標和時域指標比較，差異無統(tǒng)計學意義 （t=0.803、1.159、1.930、1.636、1.820 及1.770，P=0.401、0.250、0.188、0.230、0.299 及 0.107）；中強度組和高強度組運動后LF、HF、SDNN、RMSSD及PNN50較運動前升高，LF/HF較運動前降低，且與低強度組比較，差異有統(tǒng)計學意義；而低強度組運動前后各頻域指標和時域指標比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表 2。

表2 各組4周運動前后HRV頻域和時域指標的變化比較 （±s）

表2 各組4周運動前后HRV頻域和時域指標的變化比較 （±s）

注：1）與同組內(nèi)運動前比較，P＜0.05；2）不同組間，與低強度組運動后比較，P＜0.05；3）與中強度組運動后比較，P＜0.05

頻域指標LF/ms2 HF/ms2低強度運動前 20/20 266.20±92.42 141.40±52.19運動后 299.17±100.34 155.62±55.71中強度運動前 22/20 266.80±94.51 146.31±64.11運動后 334.30±127.201）2） 179.20±70.301）2）高強度運動前 21/17 273.58±95.19 145.44±60.57運動后 419.23±125.631）2）3） 334.85±100.421）2）3）組別 男/女/例LF/HF時域指標SDNN/ms RMSSD/ms PNN50/%1.88±1.77 102.34±34.15 21.39±9.17 4.11（2.24，10.00）1.92±1.80 109.25±35.23 25.90±10.44 5.27（3.15，11.46）1.82±1.47 104.26±26.77 22.34±9.11 5.13（3.87，11.13）1.86±1.811）2） 126.53±30.201）2） 29.10±9.721）2） 8.37（4.62，14.00）1）2）1.88±1.57 103.55±27.49 22.12±8.79 4.75（2.72，11.04）1.25±1.251）2）3） 164.23±31.231）2）3） 34.52±7.411）2）3） 11.12（5.63，18.79）1）2）3）

3 討論

MS是一組以肥胖、高血糖（糖尿病或糖調(diào)節(jié)受損）、血脂異常[高三酰甘油血癥和（或）低高密度脂蛋白血癥]以及高血壓等聚集發(fā)病、嚴重影響機體健康的臨床征候群，是一組在代謝上相互關聯(lián)的危險因素的組合，該因素直接促進動脈粥樣硬化性心血管疾病的發(fā)生，也增加2型糖尿病的發(fā)生風險。研究發(fā)現(xiàn)[6]，MS患者常并發(fā)自主神經(jīng)功能損害，HRV較正常人群降低。既往研究[5]認為，長期規(guī)律的有氧運動可以改善MS患者的糖、脂代謝指標，是一種有效的治療方法。游泳是夏季較為受大眾歡迎的運動項目，2013年中國糖尿病指南推薦[7]其為適合糖尿病和MS患者的運動項目之一，但需要根據(jù)個人情況進行選擇。因此，探討更適宜的游泳方式對大眾科學健身具有重要的現(xiàn)實意義。

LF反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的復合調(diào)節(jié)能力，與壓力感受器反射系統(tǒng)的活動有關；HF反映迷走神經(jīng)調(diào)節(jié)能力，與呼吸性心率不齊有關。研究[8]證明，當交感神經(jīng)占優(yōu)勢時，LF成分增加，HF成分減少，而當迷走神經(jīng)興奮時，可導致LF成分減少，HF成分增加。本研究發(fā)現(xiàn)，在頻域指標中不同強度游泳運動后即刻LF降低，在恢復期30 min內(nèi)緩慢上升，基本上恢復至運動前水平；中強度組和高強度組運動后即刻HF下降，低強度組上升，而在恢復期30 min內(nèi)低強度組和中強度組HF緩慢下降，高強度組緩慢上升，無差異，提示在運動后即刻，迷走神經(jīng)占優(yōu)勢，使LF成分減少，而HF的變化無差異，分析可能是HF還受到呼吸節(jié)律等其他因素影響。另外，本研究結(jié)果還提示一次性不同強度游泳運動后即刻HRV間存在差異，與于振勇[9]研究結(jié)果類似。

SDNN主要反映交感及迷走神經(jīng)張力大小，用來評價自主神經(jīng)系統(tǒng)受損與恢復的總體程度；RMSSD、PNN50主要反映心率變異性的快變化，即迷走神經(jīng)的張力大小。在本研究中，觀察時域指標發(fā)現(xiàn)，各組SDNN運動后即刻下降，在恢復期30 min內(nèi)緩慢上升，但無差異；各組RMSSD運動后即刻上升，以高強度組最為明顯，在恢復期30 min內(nèi)緩慢下降；各組PNN50運動后即刻下降，以高強度組最為明顯，在恢復期30 min內(nèi)中強度組和高強度組緩慢上升，而低強度組持續(xù)下降。運動后恢復期即刻的心功能變化迅速，導致心功能即刻變化的機制為心臟前負荷、后負荷和心肌收縮力的快速變化。由于中樞控制的缺失和壓力反射活動的增加，導致運動停止后迷走神經(jīng)活動的快速增加[9]。

MELANSON等[10]對年齡為36.6歲的11例靜坐少動男性進行16周的高強度（80%HRR，3次/周，30 min/次）運動干預，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運動干預組第12周的PNN50、RMSSD高于運動干預前。本研究發(fā)現(xiàn)，中強度組和高強度組運動后LF、HF、SDNN、RMSSD及PNN50較運動前升高，LF/HF較運動前降低，且與低強度組比較有差異，而低強度組運動前后各頻域指標和時域指標比較無差異，說明4周中強度和高強度組自主神經(jīng)對心臟調(diào)控能力提高，迷走神經(jīng)功能改善，交感、副交感神經(jīng)興奮性增加，提示4周中強度和高強度的游泳運動可以改善MS成人患者的HRV，而低強度的游泳運動對HRV無影響。李海等[11]研究認為，12周低強度的有氧運動后 SDNN、RMSSD及PNN50%均較運動前升高，提示低強度的有氧運動也有改善HRV的作用，與本研究有差異。分析原因可能是運動時長、納入研究對象年齡階段不同有關。有研究[12]提示，運動干預不能大幅度改善HRV基礎值本身就很高的個體，而且運動對迷走神經(jīng)產(chǎn)生的有益影響也會被削減。另外，有氧運動也需要運動強度、運動量的累積才會對HRV的改善起到作用[13]。

綜上所述，4周中強度和高強度的游泳運動可以改善MS成人患者的HRV，而低強度的游泳運動對HRV影響不明顯。MS成人患者可根據(jù)個人情況選擇適合的游泳強度。但本研究仍有一定的局限性：因樣本量小，未對性別分類、年齡分層進行比較；未發(fā)現(xiàn)低強度游泳運動對HRV的改善作用等。因此，還需擴大樣本量，延長觀察時長行進一步研究。

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Influence of swimming exercise at different intensities on heart rate variability of adult with metabolic syndrome in quiet condition

Yu Dong1,Guo-wei Xu2
(1.Beijing Institute of Petrochemical Technology,Beijing 102617,China;2.Department of Sports,China Children's Center,Beijing 100025,China)

R723.14

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.21.020

1005-8982（2017）21-0104-05

2016-09-01