低氧与心率变异性研究进展

程 明，马慧娟，张 翼

（河北医科大学生理学教研室，河北石家庄 050017）

低氧与心率变异性研究进展

程 明，马慧娟，张 翼*

（河北医科大学生理学教研室，河北石家庄 050017）

高原或运动等生理性低氧或/和临床心血管、呼吸及代谢等疾病病理性缺氧均可改变机体自主神经调节功能，从而导致心率变异性（HRV）变化。HRV对机体功能状态评定、多种疾病的诊断、预后及疗效评价具有重要价值。本综述简要介绍近年来有关低氧与HRV的研究进展。

心率变异性;自主神经调节;低氧

*通信作者（corresponding author）:zhyhenry@hotmail.com

心率变异性（heart rate variability，HRV）反映连续窦性心跳间瞬时心率的微小变化，与影响心率的各种因素密切相关，通常用于评价心脏健康状况及自主神经调节能力。HRV与临床多种疾病具有相关性，因此，常作为预测或评价这些疾病的重要指标。近年来，有关HRV临床应用和低氧对HRV的影响日益受到人们的关注。

1 HRV的检测与影响因素

心率变异性通过分析不同时间或状态下心律间期的变化情况，在窦房结水平反映自主神经对心率的调节。HRV检测方法可分为线性分析法和非线性分析法，前者包括时域分析法和频域分析法。其中时域分析法指标包括NN间期标准差（SDNN）及NN平均值的标准差（SDANN）等，频域分析法包括高频功率（HF）、低频功率（LF）及极低频功率（VLF）等指标。非线性分析主要包括功率谱法和散点图法。散点图可定量描述其短轴和长轴，分别用SD1 和 SD2 表示［1］。

HRV受年龄、性别、营养状况及药物等多种因素的影响。HRV随年龄增长明显下降，高龄人群交感神经调控作用逐渐占主导地位［2］。性别也可影响HRV，与同龄男性相比，女性的迷走神经调节能力较强，交感神经调节能力较弱，因此，女性的HRV较男性相对为高［3］。此外，药物［4］和营养状况［5］也可影响HRV。

2 生理性低氧对HRV的影响

高原或运动等生理性低氧条件下，自主神经调节功能会发生改变，从而导致HRV变化。

世居高原环境的藏族居民的HRV与生活于平原的汉族居民相比，其迷走神经活性较高，交感神经紧张性较低，并拥有较高的HRV值。一般较高的HRV提示具有较好的适应能力和健康特征，藏族居民在平原生活3年以后这种自主神经调节特征依然存在。在接受急性低氧刺激时，汉族居民的SDNN和HF值明显降低，LF/HF则明显升高，而藏族居民HRV值无明显变化［6］。通常，运动引起机体交感神经兴奋性增强，但剧烈的运动可导致交感神经过度兴奋，发生心律失常，此时 HRV参数显著下降。HRV值的降低常作为病态及自主神经功能不全的表现。经过长期适当体育锻炼的人面临运动低氧发生心律失常的风险性明显降低［7］。说明长期高原低氧适应或适度的体育锻炼可提高心脏自主神经调节对低氧刺激的耐受性。

近来的研究表明，给予大鼠28 d模拟海拔5000 m，每天6 h的间歇性低压低氧处理，可显示明显的心脏保护作用，表现为心肌对缺血/再灌注的耐受性增强、限制心肌梗死面积和形态学改变以及抗心律失常和抗氧化作用［8］等，HRV频域指标TP、LF及VLF值在低氧环境中显著降低，而在常氧环境中无明显改变，且由于急性低氧所致的HRV变化明显减小，提示间歇性低氧可能通过交感神经调节的改变发挥对心脏的保护作用。

3 病理性低氧对HRV的影响

低氧是临床心血管、呼吸等疾病常见的病理表现，常伴随HRV的改变。近年来，HRV对多种疾病诊断、疗效评价及预后判断的价值日益引起人们的关注。

3.1 心血管疾病与HRV

冠心病患者早期可出现自主神经功能损害，表现为迷走神经调节能力下降及交感神经过度兴奋，HRV频域指标SDNN和SDANN均降低。由于迷走神经张力降低，交感神经活动占优势，心肌电活动的不稳定易导致心律失常［9］。同时，心肌梗死的发生与HRV存在相关性，心梗后HRV降低［10］。

交感-迷走神经平衡失调在高血压发病中具有重要影响。高血压人群与血压正常人群相比，其夜间LF值和 LF/HF值显著增高，而 HF、SDNN及SDANN值明显降低，提示高血压患者交感神经活性明显增强，迷走神经活性降低。高血压患者血压越高，HRV时域指标SDNN、SDANN等下降越明显，合并脑出血的发生率越高，预后越差［11］。

尽管HRV对诊断某一疾病并无特异性，但有关HRV与冠心病、心肌梗死及高血压等心脑血管疾病的相关性越来越引起人们的关注［12］。HRV指标的变化对于冠心病、急性心梗、猝死和高血压脑出血的发生有着重要的预测价值。

3.2 呼吸疾病与HRV

临床睡眠呼吸暂停综合征患者常伴随夜间间歇性低氧（IH），表现为血压增高，其主要原因是颈动脉体对急性低氧的反应性增强、交感神经传出活动加强。模拟睡眠呼吸暂停综合征的慢性IH动物实验显示，大鼠接受14 d的IH处理，其HRV频谱即发生改变，LF成分增加，而动脉血压的升高发生于直到IH处理21 d后才出现。表明，HRV对于呼吸暂停综合征患者的血压升高是一个理想的预测指标［13］。

3.3 糖尿病与HRV

自主神经病变是糖尿病的并发症之一，特征为交感和副交感通路中小神经纤维的广泛神经元退变。有报道，自主神经功能正常的糖尿病患者，其HRV各参数普遍都降低，提示糖尿病患者心脏自主神经（副交感神经）活性降低出现于临床症状之前，糖尿病患者的HRV参数降低提示即将出现神经病变或预后不良［14］。因此，HRV对糖尿病早期阶段自主神经功能失常的诊断显得尤为重要。

3.4 肾功能衰竭与HRV

肾衰患者HRV的LF值较正常人高，而HF则较正常人低［15］。也有研究发现终末期肾病患者血浆去甲肾上腺素水平明显升高，而HRV时域指标SDNN值及RMSSD值较正常人群降低［16］。近来，有研究发现末期肾病患者与正常对照组相比，其LF值、HF值及TP值均显著降低［17］。

4 HRV研究与应用展望

心率变异性分析作为一种评价自主神经功能的简单及无创的方法日益受到人们关注，HRV在临床疾病及低氧等领域的研究也不断深入。同时，我们也不应忽视HRV研究与应用面临的问题。例如，动态HRV分析在临床中还不够成熟，某些指标的生理意义尚不明确，动态心电图仪器需进一步标准化和规范化，评价指标也有待统一。

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Research progress of hypoxia and heart rate variability

CHENG Ming，MA Hui-juan，ZHANG Yi*

（Dept.of Physiology，Hebei Medical University，Shijiazhuang 050017，China）

Physiological hypoxia under high altitude or exercise condition and pathological hypoxia in cardiovascular，respiratory and metabolic disorders result in the change of autonomic nervous function，in turn，the change of heart rate variability（HRV）.HRV is a valuable method for the evaluation of body function，the diagnosis，prognosis and judgment of therapy in some diseases.Here the progress of research on hypoxia and HRV is briefly reviewed.

heart rate variability;autonomic nervous function;hypoxia

Q 463;Q 494

A

1001-6325（2012）01-0099-03

2010－11－18

2011－05－24

国家自然科学基金（30393130，30572086，31071002）;国家重点基础发展计划（973）（2006CB504100）;高校博士点专项基金（20060089009）