三种不同频率腹式呼吸对赛前一天射箭运动员心率变异性的影响

韦军　黄中校　崔永川

摘要：目的：探讨每分钟16次（F16）、8次（F8）、5次（F5）腹式呼吸对射箭运动员赛前一天心率变异性的影响，分析缓解赛前紧张情绪的呼吸调节方式。方法：8名广西射箭队男子运动员在队内练习赛前一天晚上进行HRV测定，收集并分析相邻RR间期差的均方根（RMSSD）、HRV三角指数（RR triangular index）、总功率（TP）极低频成分（VLF）、低频成分（LF）、高频成分（HF）以及低频高频比率（LF/HF）等指标。结果：三种不同频率腹式呼吸下RMSSD、三角形指数、HF的指标都没有发生显著改变（P<0.05），LF在F16上升，在F8、F5先升后降，VLF在F8、F5上升，LF/HF的变化规律与LF相同，指标变化均呈现显著性差异（P<0.05）。结论：F16腹式呼吸提高交感和迷走神经的均衡性；F5腹式呼吸能在一定程度上缓解心理疲劳；F8腹式呼吸能提高自主神经活性，缓解赛前紧张情绪。

关键词：腹式呼吸；临赛前；射箭运动员；心率变异性；心理疲劳

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：1008—2808（2018）04—0017—06

心率变异性（Heart Rate Variability，HRV）是指窦性心率在一定时间内周期性改变的现象，是反映交感神经与副交感神经（迷走神经）张力及其平衡的重指标。HRV是神经体液因素对心血管精细调节的敏感指标，是反映自主神经系统对心血管系统的调控，被认为是目前评价心脏自主神经功能失调的有效方法。正常生理状况下，交感神经和迷走神经协调地控制心脏的节律变化，使心脏节律有序地周期性地变化，一旦由于疾病等原因失去平衡，将导致心率的改变和心血管系统的功能紊乱，这就是HRV分析的生理基础。因此进一步研究影响HRV的因素是具有重要意义的。心率变异性的影响因素研究是近年来的一个热点，呼吸是其主要影响因素之一。

腹式呼吸（abdominal breathing）是中国传统养生学中常用的呼吸训练方法，也称为调息训练，即有意识地延长吸、呼气时间，以腹式呼吸为主进行慢的、深的、有规律的呼吸训练，实现自我调节。它要求呼吸时胸部保持不动，通过隔肌的升降来控制呼吸，呼吸深而慢，吸气时横隔肌下移，腹部明显隆起；呼气时腹部凹下。这种呼吸法也叫“顺呼吸法”或“正呼吸法”。由于腹式呼吸能调节自主神经的功能，改善肺通气，并有良好的放松效果，因而被应用于临床一些慢性疾病的治疗中。相关研究表明，腹式呼吸可以有效地调整心率变异性，但不同呼吸频率的腹式呼吸影响的效果如何？目前还没有一个很确切的报道。

本研究选择省级运动队男子射箭运动员，在参加队内训练赛前一天晚上分别进行3种不同频率的腹式呼吸，通过测量受试者心率变异性的變化情况，比较不同频率腹式呼吸对心率变异性的影响，试图找出对心率变异性影响程度最大的腹式呼吸频率，为进行植物神经系统紧张度调节的手段选择提供依据。

1实验对象与方法

1.1实验对象

受试者为8名广西射箭队在训男子运动员，其运动经历相似，身体健康，生活规律，训练情况正常，受试前3个月内没有服用影响心脏机能的药物史，基本情况见表1。

1.2实验方法

1.2.1实验设备 采用芬兰POLAR RS800CXproteam2团队表作为测试工具，数据传输通过Po-lar IR红外线传输器导出到电脑，使用Polar Pro-Trainer5分析软件和Kubios HRV软件分析和计算数据。

1.2.2测试方法 测试在第二天有比赛任务的前一天晚上20：00进行，共测试三次，第一次采用的呼吸频率为16次/min（F16），第二次为8次/min（F8），第三次为5次/min（F5）。测试者佩戴WearLink心率传输带，经检查无误后采取舒适坐位，双手交叉至于腹部，保持安静状态约15 min，然后在实验者口令引导下进行腹式呼吸的活动，同时开始HRV数据采集。

1.2.3数据截取与分析 受试者共进行约20min左右持续的呼吸运动。研究截取呼吸控制开始前5min，控制开始后5min和控制结束前最后5min三个时段的数据。分析内容有，时域指标：相邻RR间期差的均方根（RMSSD）、HRV三角指数（RR tri-angular index）和总功率（TP）；频域指标：极低频成分（VLF）、低频成分（LF）、高频成分（HF）以及低频高频比率（LF/HF）。

1.3统计方法

所有有效数据应用SPSS20.0软件进行统计处理，测量结果均以Mean±SD表示。采用独立样本T检验进行指标的分析。显著性水平为P<0.05，非常显著性水平为P<0.01。

2实验结果

2.1 F16腹式呼吸对心率变异性的影响

受试运动员在采用16次/min的腹式呼吸前、中、后各项心率变异性指标比较发现，腹式呼吸后5minLF的数值与开始前和进行中都出现了显著性的上升（P<0.05），LF/HF的值变化则有起伏，腹式呼吸控制开始后5min的数值比控制前下降显著（P<0.05），而最后5min内的值与控制前相比上升明显（P<0.05），与控制中差异达到非常显著性（P<0.01）；其他各项数据比较并没有出现显著性差异（P>0.05）。说明受试运动员在16次/min腹式呼吸的过程中交感神经兴奋性增强，而在腹式呼吸结束后，表明腹式呼吸引起的交感神经兴奋性的增强具有一定的延续性（见表2）。

2.2 F8腹式呼吸对心率变异性的影响

采用8次/min的腹式呼吸频率，控制呼吸频率前、中、后的各项数据出现差异的情况较多，RMSSD值在控制呼吸的最后5min与控制前和控制中比较都有明显下降（P<0.05），最后5min的三角指数与呼吸控制前下降明显（P<0.05），控制后的LF与呼吸控制前，控制中相比均出现非常显著性差异（P<0.01），LF/HF的值在呼吸过程中和控制前后都有明显的上升（P<0.05），其余指标无显著性差异（P>0.05）（见表3）。

2.3 F5腹式呼吸对心率变异性的影响

5次/min腹式呼吸数据结果为，时域指标平均RR间期、RMSSD、三角形指数无显著性改变，TP值在呼吸控制中期上升明显（P<0.05），后期比中期下降明显（P<0.05），但与控制前无明显变化；频域指标HF没有出现显著性差异，VLF在后期显著上升（P<0.05），LF波动较大，呼吸中期非常显著地升高（P<0.01），后期与中期比非常显著地下降（P<0.01），与控制前也无明显差异，LF/HF比值的变化规律与LF同（见表4）。

3分析与讨论

3.1 F16腹式呼吸对HRV的影响效果

人体在安静状态时平均呼吸频率随年龄和性别而不同。正常人平静时的呼吸频率为12～20次/min，平均16次/min。受试者进行16次/min腹式呼吸后，心率减慢，时域指标中的平均RR间期、三角形指数和TP值都略有提升，而频域指标中的VLF则下降，但都没有统计学意义。分析认为，采用正常呼吸频率时，运动员自主神经的总体调节能力没有发生明显的改变，交感神经的调节能力也没有发生改变。反映迷走神经的张力HF先在呼吸控制后先上升，在末期出现下降，说明采用正常呼吸频率下对于迷走神经张力的缓解还是起到了帮助。LF值在16次/min的呼吸频率控制开始后下降不显著，但在最后5min时显著上升（P<0.05），上升幅度为呼吸控制前安静状态下的156%，提示交感神经和迷走神经的双重调节功能得到较为明显地改善，中枢的兴奋和抑制能力的调控水平在呼吸调节后得以提升，反映心脏交感和迷走神经均衡性LF/HF比值在呼吸调节的后期上升显著（P<0.05），说明即便是采用正常的呼吸频率，经过一定的时间有意识的调节以后也能提高交感和副交感神经的均衡性。但从以上分析和可以看到，采用16次/min腹式呼吸对运动员HRV的影响效果并不明显，仅提示对于交感和迷走神经的双重调节及均衡性有改善。

3.2 F8腹式呼吸对HRV的影响效果

采用为8次/min腹式呼吸频率时，受试者各项指标变化较大，时域指标中RMSSD在呼吸调节末期均显著低于调节前和调节中，是迷走神经张力降低的表现；三角形指数也持续下降，到呼吸调节的末期与安静时比较有显著性差异，TP在呼吸调节中、后两个阶段的数值是先无明显上升，后转为下降，但所反映的HRV总的大小和活性与安静时的差别不明显。

频域指标中HF无显著改变，VLF持续上升，到后期上升明显（P<0.05），LF出现反复，与呼吸调节前比较，中期升高后期下降，降低的程度差异具有非常显著性（P<0.01），LF/HF比值与LF变化规律一致。上述变化提示运动员采用8次/min的呼吸调节，心脏的迷走神经的张力没有变化，但是心脏自主神经活性能力不断得到加强，运动员具有更高的迷走神经紧张性和交感神经兴奋性，两者的均衡性即相互转化能力也得到加强。由于心脏接受迷走神经和交感神经的双重支配，频率8次/min腹式呼吸可以提高心脏的交感神经功能，同时迷走神经功能也有增强，但幅度小于交感神经，由此可见，频率为8次/min的呼吸频率对于心脏交感神经的调节作用明显。

3.3 F5腹式呼吸对HRV的影响效果

频率为5次/min的呼吸被视为慢呼吸，呼与吸的时间间隔较长，潮气量较大，过量的氧摄入有可能引发呼吸抑制。大脑皮层可以调控皮层下的各级呼吸中枢活动，并有效地调节和控制呼吸。测试发现VLF在后期的显著下降，由于该指标和心理疲劳程度有一定的敏感性，提示了5次/min这种慢频率的腹式呼吸可能对心理疲劳产生缓解，而LF/HF比值的起伏较大，有可能与受试者要充分用意识控制呼吸，以使呼吸频率减慢和呼吸幅度加深，必然伴有一定程度的精神和肌肉紧张致使交感神经兴奋性增加有关。LF的上升则与压力感受

4结论与建议

4.1结论

（1）射箭项目运动员对强度较低的比赛具有一定的承受力，赛前情绪的波动较小，适当采用合适频率的腹式呼吸能对他们的心率变异性进行调节，缓解赛前的紧张情绪。

（2）赛前采用F16这种安静状态下正常腹式呼吸时，能有效提高交感和迷走神经的均衡性，但器、血压波动、温度控制、外周血管舒缩兴奋性及血管紧张素等因素有关，也与运动员采取刮痧干预后出现的变化相同。但与呼吸调节前比较，调节后交感神经和迷走神经的复合调节功能并没有发生明显改变，交感神经系统的张力维持在安静时的水平上。

3.4不同频率腹式呼吸对运动员赛前状态的影响

以上三种不同频率的腹式呼吸的三角形指数、HF的指标都没有发生显著改变，说明三种呼吸频率下心率变化的程度都较小、心脏迷走神经调节水平稳定；有研究发现赛前的大强度训练，运动员神经系统的兴奋性较高，或因睡眠不佳导致大脑疲劳后，代表迷走神经张力大小的RMSSD往往高于标准值，但在射箭运动员身上并没有出现这种情况，应该是项目属于非体能类特征的原因。VLF和LF出现波动的情况明显，由此可见运动员交感神经和迷走神经的复合调节功能波动较大，但总体表现是通过呼吸调节得到有效控制。LF/HF被认为是反映交感和迷走神经张力平衡的指标，LF/HF在呼吸调节的后期总体下降，和之前有学者提出的单纯腹式呼吸都能够使健康受试者LF/HF降低的结果相同，显示心脏交感神经兴奋性处于较低水平。

本研究对象均为长期運动的青年男性，有研究表明该人群的心脏自主神经功能有改善，表现为迷走和交感神经张力均提高，交感-迷走神经平衡呈现迷走神经占优的趋势，长期有氧运动的累积也会有类似效果。射箭运动员在交感神经和迷走神经兴奋的强度和时间跨度上高于普通人群，尤其是迷走神经的调节功能更加强大。调查发现队内训练赛前一天，运动员受压力影响较小，赛前的呼吸调节，无论采用哪种频率腹式呼吸调节方式，都能引起HRV数值出现波动，其中频率16次/min的频率总体改善交感和迷走神经的均衡性，8次/min的频率主要提高心脏交感神经的兴奋性，5次/min的频率对心理疲劳的缓解则更为有效。效果一般。

（3）采用F8的腹式呼吸可明显增强交感神经兴奋度，显著提高自主神经活性，保持适宜的赛前状态。而F5腹式呼吸则能在一定程度上缓解训练活动造成的心理疲劳，但长时间过慢的呼吸频率易导致神经张力失衡。

4.2建议

（1）对于比赛压力不大的竞争，赛前选择F8腹式呼吸的对于缓解赛前紧张情绪的效果最优，运动员在赛场上也可以有意识地选择接近此频率的呼吸进行心理调整。

（2）射箭运动员高强度训练的休息阶段，可适当采用F5腹式呼吸作为恢复的辅助手段之一。