劉瑞蓮

(宜春學(xué)院體育科學(xué)研究所，江西 宜春 336000)

心率變異性 (Heart Rate Variability，HRV)分析是近年來對(duì)心電圖分析比較前沿的特點(diǎn)研究，是一種反應(yīng)自主神經(jīng)對(duì)心血管系統(tǒng)的調(diào)控及該系統(tǒng)對(duì)于各種影響因素應(yīng)答的無創(chuàng)性指標(biāo)［1、2］，具有高度敏感性、可重復(fù)性等特點(diǎn)，該指標(biāo)亦可作為心臟自主神經(jīng)活動(dòng)的獨(dú)立評(píng)價(jià)指標(biāo)［3］。HRV分析通過測(cè)量連續(xù)正常心動(dòng)周期間的改變反映心率變化，也稱心率振蕩或心率波動(dòng)。人體的衰老可分為生理性衰老及病理性衰老兩類。生理性衰老是人體在成熟期后出現(xiàn)的生理性退化，也稱正常衰老。病理性衰老是在生理性衰老基礎(chǔ)上，因患某種疾病或外來因素，導(dǎo)致的衰老過程，是在社會(huì)上出現(xiàn)衰老幾率最高的衰老形式。在老年性衰老中，以心腦血管病的發(fā)生率最高。通過科學(xué)合理的運(yùn)動(dòng)方法來防治和監(jiān)控老年性衰老已成為現(xiàn)如今科學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。已有研究表明［4］，進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)可預(yù)防和治療老年性疾病。

1 HRV理論分析

1.1 HRV產(chǎn)生機(jī)理及研究意義

在一些臨床檢驗(yàn)中，雖然許多患者心電圖檢查正常，但心慌、心悸不適等自覺癥狀較重，而通過24h動(dòng)態(tài)心電圖檢查可發(fā)現(xiàn)心率變異性發(fā)生明顯改變。HRV分析是通過測(cè)量連續(xù)正常心動(dòng)周期間的變化反映心率，實(shí)際上就是對(duì)竇性心律不齊程度的一種新描述，反映了自主神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)竇房結(jié)功能的綜合作用。研究表明，心率受體內(nèi)諸多因素的影響，且最終通過交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)出來。機(jī)體是在神經(jīng)體液諸多因素的共同調(diào)節(jié)下，心率即使在靜息狀態(tài)下也非恒定的，而是有起伏的，尤其是當(dāng)患某些疾病時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)和體液的這種內(nèi)在平衡調(diào)節(jié)機(jī)理會(huì)被打破，致使HRV降低。HRV信號(hào)中蘊(yùn)含了有關(guān)心血管控制系統(tǒng)及體液調(diào)節(jié)等的大量信息，對(duì)這些信息的提取分析可以定量評(píng)估心交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的緊張性和均衡性及其對(duì)心血管活動(dòng)的影響，具有重要的生理學(xué)研究及臨床應(yīng)用意義［5］，當(dāng)迷走神經(jīng)活性增高或交感神經(jīng)活性減弱時(shí)，HRV增高，反之下降。從機(jī)理上來看，HRV事實(shí)上反映竇性心率應(yīng)該是P－P間期，由于P－P間期難于準(zhǔn)確檢測(cè)，且在一般情況下與R－R間期相等，目前對(duì)HRV的分析均采用R－R間期。HRV信號(hào)中蘊(yùn)含了有關(guān)心血管控制系統(tǒng)及體液調(diào)節(jié)等的大量信息，對(duì)這些信息的提取可以定量評(píng)估心交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的緊張性和均衡性及其對(duì)心血管活動(dòng)的影響，具有重要的生理學(xué)研究及臨床應(yīng)用價(jià)值。臨床研究［6］也證實(shí)了HRV降低是急性心肌梗死后死亡危險(xiǎn)的預(yù)測(cè)指標(biāo);HRV降低還是糖尿病患者神經(jīng)病變的早期警告［7］。另也有研究表明［8］，體育鍛煉可明顯提高HRV的活性，HRV與最大吸氧量之間呈顯著性相關(guān)，表明運(yùn)動(dòng)員心臟自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)能力與運(yùn)動(dòng)員的有氧能力密切相關(guān)，提示HRV可作為運(yùn)動(dòng)員科學(xué)選材、功能評(píng)定的有效參考指標(biāo)。

1.2 HRV的測(cè)定方法

HRV測(cè)定大多采用動(dòng)態(tài)心電儀記錄受試者24h的動(dòng)態(tài)心電圖情況，經(jīng)主機(jī)回放數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)竇性心搏進(jìn)行分析獲取，主要的分析參數(shù)有SDNN(24h竇性R－R間期總體標(biāo)準(zhǔn)差)、SDANN(24h每5min階段平均竇性R－R間期標(biāo)準(zhǔn)差)、rMSSD(相鄰性R－R間期差值的均方根)和PNN50(相鄰R－R間期差值 ＞50ms百分比)等。而HRV研究的大多分析處理方法分為非線性和線性分析法。其中非線性分析法分為非線性參數(shù)估算法、散點(diǎn)圖法、非線性預(yù)測(cè)與建模法，線性分析法又分為頻域分析法、時(shí)域分析法、時(shí)頻分析法等的指標(biāo)研究。頻域分析是將復(fù)雜的心理波動(dòng)信號(hào)分解為不同能量的各種周期波動(dòng)成分，用自回歸模型和快速傅立葉變換 (STFT)兩種譜估計(jì)法［9］。時(shí)域分析靈敏度較低，不能直接反映交感神經(jīng)活動(dòng)和交感、迷走神經(jīng)活動(dòng)的均衡性，但相對(duì)計(jì)算簡(jiǎn)單，指標(biāo)意義直觀。HRV的散點(diǎn)圖法，是以相鄰心拍中前一心拍心率值為橫坐標(biāo)，以后一心拍心率值為縱坐標(biāo)繪制而成，其形狀反映瞬間心率曲線的特征［10］。

2 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年性心血管疾病患者HRV指標(biāo)的影響

眾所周知，運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后會(huì)表現(xiàn)竇性心動(dòng)徐緩以及心臟功能的改變。HRV的變化引起自主神經(jīng)系統(tǒng)功能的改變?yōu)榻忉尭]性心動(dòng)徐緩的生理學(xué)機(jī)制能提供思路。它可反映長(zhǎng)期進(jìn)行系統(tǒng)鍛煉影響下的人心臟自主神經(jīng)功能改變的程度，結(jié)合其它心功能指標(biāo)，反映其應(yīng)激和適應(yīng)能力［11、12］。研究證實(shí)，高血壓、冠心病患者急性心肌梗死、心力衰竭時(shí)，心率變異性較健康人降低，并為心源性猝死和嚴(yán)重心律失常提供可靠的預(yù)測(cè)指標(biāo)［13］。老年性冠心病、高血壓、高血脂、肺心病患者的竇性心動(dòng)過緩與心率變異性的高低有一定的關(guān)系［14］。因此，利用HRV指標(biāo)來檢測(cè)健身運(yùn)動(dòng)對(duì)預(yù)防和治療老年性心血管疾病的作用具有十分積極的作用。

2.1 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年性甲狀腺功能亢進(jìn)患者HRV的影響

盧海燕等［15］的研究發(fā)現(xiàn)，老年性甲亢患者24hHRV時(shí)域指標(biāo)明顯低于非甲亢組，提示老年甲亢患者的自主神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)心率的調(diào)控作用降低，并失去晝夜節(jié)律，同時(shí)其研究結(jié)果也表明，交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的平衡被破壞，其自主神經(jīng)系統(tǒng)損傷較為嚴(yán)重。進(jìn)行小強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉，可以在一定程度上改善老年甲亢患者自身的自主神經(jīng)系統(tǒng)的靈活性和迷走神經(jīng)的活性，增強(qiáng)其對(duì)心率的調(diào)控。

2.2 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年性冠心病患者HRV指標(biāo)的影響

冠心病是65歲及以上老年人病殘和致死的主要原因，無論是男性或女性，冠心病的發(fā)病率均隨年齡增加而增高。冠狀動(dòng)脈張力受自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)，往往還伴有迷走神經(jīng)功能減低。HRV降低，且HRV降低程度可能與冠狀動(dòng)脈的損傷程度有關(guān)。通過系列冠狀動(dòng)脈造影顯示，HRV降低的程度可預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程的快慢，因此用HRV指標(biāo)來判斷心肌梗死和心絞痛預(yù)后恢復(fù)具有重要價(jià)值。臨床上有對(duì)心肌梗塞發(fā)生后11天內(nèi)，HRV24h正常R－R間期的標(biāo)準(zhǔn)差為2ms者1年以后的死亡率是正常R－R間期標(biāo)準(zhǔn)差為100ms患者的5.3倍［16］。心率與HRV對(duì)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展影響可能因心率改變影響心肌冠狀動(dòng)脈血流分布而引起，進(jìn)而損害冠狀動(dòng)脈［17］。也有資料顯示冠心病急性心肌梗死后機(jī)體交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，自主神經(jīng)受到損害。由于迷走神經(jīng)與交感神經(jīng)之間平衡失調(diào)，迷走神經(jīng)功能受到抑制，而交感神經(jīng)功能亢進(jìn)，結(jié)果造成24h正常R－R間期的標(biāo)準(zhǔn)差 (SDNN)縮小，促發(fā)室性早搏［18］。

國(guó)內(nèi)外有些學(xué)者研究［19］發(fā)現(xiàn)冠心病惡性心律失?；颊?4h正常 R－R間期的標(biāo)準(zhǔn)差 (SDNN)、極低頻功率(VLF)和低頻功率 (LF)降低。有學(xué)者對(duì)老年冠心病患者的心率變異性的研究顯示老年冠心病患者中室性早搏LownⅢ級(jí)及以上患者的24h正常R－R間期標(biāo)準(zhǔn)差較低，提示惡性心律失常與心臟迷走神經(jīng)張力降低有關(guān)［20］。

進(jìn)行系統(tǒng)的健身運(yùn)動(dòng)來防治老年性冠心病，能引起神經(jīng)－體液因素對(duì)心血管系統(tǒng)精細(xì)調(diào)節(jié)靈敏指標(biāo)HRV，有著極大的應(yīng)用價(jià)值。王蘭爽等［21］的研究結(jié)果顯示，生物反饋放松訓(xùn)練在一定程度上可以改善患者HRV，從而對(duì)冠心病患者的病情也具有改善作用。生物反饋放松訓(xùn)練可以作為一種積極有效的干預(yù)手段應(yīng)用于冠心病患者的臨床治療。大量的基礎(chǔ)和臨床研究表明，長(zhǎng)期參加有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉具有預(yù)防和治療冠心病的作用。長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)鍛煉防治冠心病的主要作用機(jī)理是增加心肌供氧量，增加心臟工作效率，靜息時(shí)心動(dòng)過緩，增強(qiáng)血管內(nèi)皮功能和改善患者情緒，糾正焦慮，抑郁等不良心理狀態(tài)，提高應(yīng)激能力等作用。

2.3 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年性高血壓患者HRV指標(biāo)的影響

高血壓病患者HRV減低與左室肥厚、心功能不全、心臟事件的發(fā)生呈正相關(guān)。心肌肥厚越重，HRV減低越明顯，室性心律失常發(fā)生率越高、越嚴(yán)重。其機(jī)制可能是由于心肌缺血、缺氧對(duì)心室壁機(jī)械、化學(xué)感受器的刺激通過反射活動(dòng)改變了心臟自主神經(jīng)調(diào)節(jié)的均衡性，導(dǎo)致了對(duì)心臟調(diào)節(jié)作用減弱，或是心肌缺血，造成自主神經(jīng)末梢受損的結(jié)果［22］。成年以后隨增齡血壓有增高趨勢(shì)，這與老年人動(dòng)脈發(fā)生硬化，外周阻力增加有關(guān)。輕度高血壓病人通過短暫的運(yùn)動(dòng)鍛煉，血壓可降低并可維持8～12h，平均動(dòng)脈壓也較非運(yùn)動(dòng)期低，運(yùn)動(dòng)鍛煉16周后左室肥厚明顯改善。有關(guān)學(xué)者［23］對(duì)健身鍛煉預(yù)防和治療高血壓的機(jī)制，從能量供應(yīng)的角度而言，有氧運(yùn)動(dòng)可以使體內(nèi)貯備的毛細(xì)血管開放，對(duì)改善機(jī)體物質(zhì)代謝和提高酶的活性均有很大作用。也有作者認(rèn)為運(yùn)動(dòng)鍛煉可直接通過調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)和植物神經(jīng)系統(tǒng)平衡以調(diào)節(jié)血管張力，改善大動(dòng)脈的順應(yīng)性及微血管痙攣，達(dá)到降低血壓和提高心血管功能的作用［24］，可以引起反映神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)和自主神經(jīng)活性的HRV改變，從而在一定程度上阻止動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展，延緩血管機(jī)能的衰退過程，保持動(dòng)脈管壁一定的彈性和順應(yīng)性，而起到降低并穩(wěn)定心率、血壓和提高血管功能的作用［25］。

2.4 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年性高脂血癥患者HRV指標(biāo)的影響

人在成年以后其血脂水平有隨增齡增高的趨勢(shì)，而健身運(yùn)動(dòng)有助于調(diào)整血脂代謝，從而使心血管病的危險(xiǎn)因素減小。有關(guān)研究［26］對(duì)正常人與血脂異?；颊叩腍RV的比較發(fā)現(xiàn)，血脂異?；颊叩腍RV降低，但僅有HF具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這提示單純血脂紊亂僅有迷走神經(jīng)功能受損。與其他心血管疾病相比，糖尿病和高血壓患者反映心交感神經(jīng)張力的 SDNN、SDANN、SDNNindex，LF均低于血脂異常，而反映迷走神經(jīng)張力的RMSSD、PNN50及HF也降低，但僅血脂異?；颊吲c糖尿病患者的HF有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05)，提示血脂異常對(duì)HRV指標(biāo)的影響不如糖尿病和高血壓患者明顯。但運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)血脂水平影響的研究十分活躍，已有的研究結(jié)果由于其控制因素和測(cè)試方法等的不同相差較大。比如沈子煒等［27］的研究報(bào)道，高血脂患者經(jīng)過3個(gè)月輕、中度規(guī)則運(yùn)動(dòng)后，有顯著的降低膽固醇、低密度蛋白、甘油三酯的作用，運(yùn)動(dòng)前后具有顯著性差異;而有些研究顯示［28］，有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練8周可降低高脂血癥大鼠模型的體脂，并使血清T膽固醇、甘油三酯低密度脂蛋白和載脂蛋白B水平顯著降低，有效地預(yù)防高脂血癥。

2.5 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年肺心病患者HRV指標(biāo)的影響

目前有些觀點(diǎn)認(rèn)為肺心病患者的許多支氣管堵塞和肺泡壁的破壞，造成通氣功能障礙，通氣/血流比例失調(diào)，動(dòng)脈血中PO2下降，PCO2升高，支氣管平滑肌痙攣，破壞了末梢植物神經(jīng)與其介質(zhì)的釋放，使自主神經(jīng)系統(tǒng)的交感神經(jīng)活力減低而迷走神經(jīng)張力增強(qiáng)，從而引起HRV各參數(shù)下降［29］。張健杰［30］對(duì)肺心病患者的研究結(jié)果表明，肺心病人SDNN、SDANN與非患者相比明顯降低，P＜0.05，這提示肺心病人的交感神經(jīng)張力增高。而適量強(qiáng)度的健身運(yùn)動(dòng)能提高老年人機(jī)體心肺功能，尤其以有氧鍛煉為主，可以適當(dāng)改善老年人肺心病患者的HRV指標(biāo)的活性。對(duì)提高老年人肺心病患者的機(jī)體機(jī)能有積極的作用。

2.6 健身運(yùn)動(dòng)對(duì)老年心力衰竭患者HRV指標(biāo)的影響

心力衰竭患者自主神經(jīng)系統(tǒng)將會(huì)受到損害，出現(xiàn)心率變異性的降低。心率變異性情況的變化可能反映了心功能受損的嚴(yán)重性［31］。心率變異性的時(shí)域指標(biāo)，比如正常RR間期的標(biāo)準(zhǔn)差隨著左室功能的減退而下降，但心率變異性下降與充血性心力衰竭死亡危險(xiǎn)程度之間的相關(guān)性，各類研究結(jié)果由于影響因素較多，其本身的敏感度和特異度不是很高，致使其研究結(jié)果很不一致。有些研究發(fā)現(xiàn)心率變異性的指標(biāo)與心力衰竭患者的死亡率無相關(guān)性，而也有一些研究卻顯示心率變異性的降低是一個(gè)非常靈敏的預(yù)測(cè)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)表明，充血性心力衰竭患者，正常R－R間期的標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)進(jìn)行心力衰竭所致的死亡有預(yù)測(cè)價(jià)值，而對(duì)心力衰竭患者猝死的預(yù)測(cè)作用不是很明顯［32］。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，HRV分析能夠早期、無創(chuàng)、高敏感性、客觀地反映植物性神經(jīng)功能，尤其是迷走神經(jīng)系統(tǒng)的功能。對(duì)患有心率變異性異常的心血管疾病的老年人患者，根據(jù)病情進(jìn)行適度的、長(zhǎng)期的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)于改善心臟神經(jīng)的整體機(jī)能狀態(tài)，提高心臟的自我保護(hù)機(jī)制具有很重要的作用。

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