定量负荷运动下体育生与非体育生心率变异性比较研究

申日娜，陈乐琴



定量负荷运动下体育生与非体育生心率变异性比较研究

申日娜，陈乐琴

山西师范大学体育学院，山西临汾，041000。

目的：探讨体育生与非体育生在定量负荷运动中心率变异性指标是否有差异，为提高大学生的心脏功能提供科学依据。方法：随机选取山西师范大学体育专业女生15名，非体育专业15名，分别进行安静状态下、定量负荷运动过程中、运动后恢复期的HRV测试，应用MEGA心率变异性仪器进行记录与分析。结果：在安静状态下体育生心率变异性大于非体育生，但没有显著差异；在运动过程中，非体育生迷走神经降低程度大于体育生，且具有显著性差异；在运动后恢复期，非体育生交感神经张力大于体育生，且具有显著性差异。结论：体育生的心率变异性大于非体育生，非体育生要加强体育锻炼，促进身体健康。

定量负荷；运动；体育生；非体育生；心率变异性

随着科技水平的提高，健康意识受到很大的重视，人们越来越认识到健康的重要性，健康是梦想的基础，然而高校是培养高素质人才的基地，大学生对国家的发展起着重大的作用，因此，大学生的体质健康非常重要。大量研究表明，体育锻炼可以增强体质，长期有氧运动可以提高肺功能和心血管机能，降低安静时心率，增强心脏的储备能力。心率是由窦房结为起搏点的心脏节律性活动，窦房结的自律性活动受到迷走神经和交感神经的控制。而心率变异性是评价交感神经和迷走神经的张力及平衡性的重要指标。心率变异性（HRV）是指：正常心搏的RR间期不是完全一致的，是交感神经与迷走神经平衡的最佳表现，从而形成每搏间期的差异。心率变异性中蕴含着大量心血管信息，迷走神经兴奋时，心率减慢，心率变异性增大，迷走神经受损时，心率加快，心率变异性减小。

本研究旨在发现体育生与非体育生在定量负荷状态下心率变异性变化，探讨体育生与非体育生心率变异性有无差异，为提高大学生的心脏功能提供科学依据，促进大学生身体健康。

1 研究方法对象与方法

1.1 研究对象

本研究依照自愿和随机的原则，对山西师范大学的学生进行招募，随机选取体育专业女生15名，非体育专业女生15名。

表1 受试者的基本身体特征

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法 查阅相关的文献，检索内容包括：心率变异性的概念、运动对心率变异性的影响、心率变异性指标在体育领域的运用等相关资料，对相关资料进行筛选、分类和整理，全面更好的掌握与本研究相关的现状和最新研究成果，为本文的研究奠定基础。

1.2.2 实验测试法（1）测试方案：对所有受试者佩戴MEGA心率变异性测试仪分别进行安静状态下、运动过程中、运动后恢复期的HRV测试，安静状态下、运动后恢复期的HRV测试采用仰卧位姿势，运动中HRV的测试采用定量负荷机能实验。

（2）定量负荷机能测试：所有受试者采用功率Custo-Med 3000型自行车，以60rpm骑蹬进行逐级递增负荷运动测试。具体负荷安排见表2。

表2 运动负荷安排一览表

本实验采取逐级递增负荷试验，因此，采用限制性运动负荷试验终止的标准：①血压异常：≥200/110mmHg或者舒张压下降20mm以上；②心率达到预计最大心率；③受试者提出停止测试；④受试者主观感受（RPE）≥17；⑤不能维持所要求的速度10s。出现上述其中某一终止标准时，立即停止测试。安静时呼吸技能的相关指标和心率为坐在功率自行车上静坐1min的测试值。

实验前及实验过程中注意事项：向受试者介绍实验过程和相关注意事项，征得同意并在知情同意书上签字。测试前48h不得参加剧烈运动、不吸烟、不喝酒、不喝咖啡，保证正常饮食，未服任何治疗药物。实验前熟悉实验程序。

（3）测试指标：测试指标有受试者的基本情况，指标包括年龄、身高、体重；HRV的测试指标：时域指标SDNN、RMSSD、PNN50、频域指标有：HF、LF、HF/LF。

（4）实验仪器：研究中使用电子身高计、电子体重计、功率自行车（型号：Custo-Med 3000）、芬兰制造MEGA心率变异性测试仪进行测试，受试者通过佩戴心率变异性测试仪分别进行安静状态下、定量负荷运动下、运动后恢复期的心率变异性测试，本研究采用短时间HRV测试。

1.2.3 数理统计法 应用统计软件SPSS17.0版本进行分析，以P<0.05为显著性差异，P<0.01为极显著性差异，P>0.05为没有显著性差异，采用独立样本t检验，进行两组之间的比较，数据用平均数±标准差来表示。

2 研究结果

2.1 体育生与非体育生在安静状态下HRV指标比较

安静状态下体育生与非体育生HRV指标见表3、表4和图1、图2。从表中可以看出，体育组与非体育组之间时域指标（HR, RR, SDNN, RMSSD）和频域指标（VLF, LF, HF, LF/HF）都没有显著差异，但是体育组时域指标中RR, RMSSD高于非体育组，HR低于非体育生，体育组频域指标中VLF,LF,HF,LF/HF都高于非体育组。

表3 体育生与非体育生在安静状态下时域指标比较

注：*表示两组相比，P<0.05；**表示P<0.01。

图1 体育生与非体育生在安静状态下时域指标比较

表4 体育生与非体育生在安静状态下频域指标比较

注：*表示两组相比，P<0.05；**表示P<0.01。

图2 体育生与非体育生在安静状态下频域指标比较

2.2 体育生与非体育生在运动过程中HRV指标比较

在运动过程中体育生与非体育生HRV指标见表5、表6和图3、图4。从表中可以看出，体育组时域指标中RR，SDNN，RMSSD都高于非体育组，HR低于非体育组，其中RR，SDNN，RMSSD两组之间有显著差异（P<0.05）；体育组频域指标中VLF，LF，LF/HF值低于非体育组，且有显著差异（P<0.05），HF高于非体育组，两组之间具有显著差异。

表5 体育生与非体育生在运动过程中时域指标比较

注：*表示两组相比，P<0.05；**表示P<0.01。

图3 体育生与非体育生在运动过程中时域指标比较

表6 体育生与非体育生在运动过程中频域指标比较

注：*表示两组相比，P<0.05；**表示P<0.01。

图4 体育生与非体育生在运动过程中频域指标比较

2.3 体育生与非体育生在运动后恢复期HRV指标比较

在运动后恢复期体育生与非体育生HRV指标见表7、表8和图5、图6。从表中可以看出，体育组时域指标中RR、SDNN、RMSSD都高于非体育组，HR低于非体育组，其中HR，RR两组之间有显著性差异（P<0.05）。体育组频域指标中VLF、LF、LF/HF低于非体育组，HF高于体育组，其中VLF、LF/HF两组之间有显著性差异（P<0.05）。

表7 体育生与非体育生在运动后恢复期时域指标比较

注：*表示两组相比，P<0.05；**表示P<0.01。

图5 体育生与非体育生在运动后恢复期时域指标比较

表8 体育生与非体育生在运动后恢复期频域指标比较

注：*表示两组相比，P<0.05；**表示P<0.01。

图6 体育生与非体育生在运动后恢复期频域指标比较

3 分析与讨论

心率变异性（HRV）是逐次心跳间期之间的微小差异，HRV的产生主要是由于心脏窦房结的自律活动通过交感神经和迷走神经，并不断受到神经中枢压力反射和呼吸活动等因素的调节作用，使得心跳间期之间一般存在着几十毫秒的差异。人的交感神经和迷走神经相互作用，导致了心率变化的不规则性，使心血管系统具有某种应变潜力。在健康状态下，心率变异性值有一定的范围，当心率变异性下降时，心血管系统健康水平降低，当下降到某个特定值时，个体的死亡风险增大。所以，心率变异性可以判定心血管风险水平的依据和预测心血管事件的独立危险因素。

目前最普遍的HRV的检测方法就是：线性分析和非线性分析。线性分析又包括：时域分析和频域分析，这两种分析方法是最常见的方法，非线性分析涉及到复杂的数学问题，所以使用这种方法来进行分析的比较少。时域指标中：HR（心率）是反应R-R均值的大小，是指心脏每分钟跳动的次数，反应心跳的快慢；RR全部正常R-R间期的平均值，是反应整体HRV的大小，SDNN是全部窦性R-R间期标准差，反映的是自主神经对心脏的控制能力和恢复程度，是对HRV总评价的反映；RMSSD表示：所有邻近窦性R-R间期长度差异平方均值的平方根，反映迷走神经的敏感指标。频域指标中：VLF（极低频带）是反映交感神经功能的；LF是反映交感神经与迷走神经的复合调节功能，某些情况下可以反映交感神经的敏感性；HF是反映迷走神经的敏感性指标；LF/HF是反映交感神经与迷走神经的平衡状态。

3.1 体育生与非体育生在安静状态下HRV指标分析

张昕等人通过研究运动训练的学生与普通大学生的HRV对比发现，运动训练可以显著增大心率变异性，降低安静时心率，增强心肺功能。李之俊、高炳宏的研究发现，12名优秀男子赛艇运动员安静时总HRV较高，是普通健康男性的1.63倍，并与最大摄氧量呈显著性正相关。本研究结果显示：在安静状态下时域指标中体育生HR（心率）低于非体育生，而反应整体心率变异性大小的RR高于非体育生，反应迷走神经的RMSSD也高于非体育生；在安静状态下频域指标VLF、LF、HF、LF/HF都高于非体育生，但不存在显著性差异。分析可以得出：体育生在安静状态下心率低于非体育生，心率变异性大于非体育生，迷走神经占主导。

3.2 体育生与非体育生在运动过程中HRV指标分析

Eamest研究发现：自行车运动员完成3个递增负荷的训练冲量后发现，各个阶段安静心率无明显改变，但HRV变化明显，与此变化密切相关的两个变量是训练量和训练强度，蹬车是运动员及正常人LF、HF均降低，但正常人HRV降低幅度更大，运动员维持了较普通人相对高的HRV。本研究结果显示：在运动过程中时域指标中：HR（心率）低于非体育生，而反应整体心率变异性大小的RR高于非体育生，反应HRV整体的恢复程度SDNN高于非体育生，反应迷走神经RMSSD高于非体育生，其中RR、SDNN、RMSSD3个指标两组之间存在显著性差异；频域指标中显示：反应交感神经的VLF、LF低于非体育生，反应迷走神经的HF高于非体育生，反应迷走神经与交感神经平衡性的LF/HF低于非体育生，且VLF、LF、HF、LF/HF指标两组之间都存在显著性差异。综合分析得出：在运动过程中，体育生的迷走神经降低程度低于非体育生，非体育生的交感神经与迷走神经失衡程度大于体育生，因此，体育生在运动过程中心率变异性高于非体育生。

3.3 体育生与非体育生在运动后恢复期HRV指标分析

斯琴等人通过研究运动员与普通健康人的心率变异性，研究结果显示：运动员在安静状态下的心率低于普通健康人，在运动后恢复阶段，运动员HRV的指标LF和HF显著高于普通健康人，运动员的恢复比普通健康人快，这就说明运动员的HF值在安静状态下和运动状态下都显著高于普通健康人，运动员的迷走神经活性高于普通健康人。本研究结果显示：在运动恢复期时域指标中：反应整体心率变异性大小的RR高于非体育生，反应HRV整体的恢复程度SDNN高于非体育生，反应迷走神经RMSSD高于非体育生，HR（心率）低于非体育生，其中RR，HR指标两组之间存在显著性差异；频域指标中显示：反应交感神经的VLF、LF低于非体育生，反应迷走神经的HF高于非体育生，反应迷走神经与交感神经平衡性的LF/HF低于非体育生，其中VLF、LF/HF指标两组之间存在显著性差异。综合分析的出：在运动恢复期，非体育生交感神经张力大于体育生，交感神经占主导，恢复较慢，因此，非体育生在运动后恢复期心率变异性小于体育生。

4 结 论

（1）在安静状态下，体育生的心率变异性大于非体育生。

（2）在运动过程中，体育生的迷走神经降低程度低于非体育生，非体育生的交感神经与迷走神经失衡程度大于体育生，因此，体育生在运动过程中心率变异性高于非体育生。

（3）在运动后恢复期，非体育生交感神经张力大于体育生，交感神经占主导，恢复较慢，因此，非体育生在运动后恢复期心率变异性小于体育生。

（4）非体育生的心率变异性与体育生相比较低，迷走神经张力减弱，交感神经张力增强。因此，非体育生要加强体育锻炼，增强心机功能。

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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