（运动人体科学专业论文）青少年运动员21公里跑心率变异性分析.pdf

_，夺，争参凡一笺 学位论文独创性声明 i i i i l l li ii i i i i i ii i ii iu l 18 9 015 6 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别加以标注和 致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本人的 启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意。 学位论文作者签名： 善徭臣 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权 辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：马雅臣指导教师签名： 签名日期：钞f7 年月7 日 i l - 辽。j 叫币范大学硕士学位论文 摘要 心率变异分析可作为反映自主神经对心血管系统调节状况的一种有价值的无创性 手段。在成年人，心率变异性降低常常与生理及心理性失调相关。相反，心率变异性的 升高则提示健康状况的改善。在少年几章也存在类似的情况，如儿童的心率变异降低常 与一些儿科疾病状态如心力衰竭、肥胖及糖尿病密切相关，进而，心率变异性的降低也 提示儿童病情的恶化。研究表明运动训练可改善成年人自主神经对心血管的调节功能。 在成年人，伴随着身体素质改善，特别是最大摄氧量的提高，心血管的自主神经也出现 明显的适应性变化，表现为心率变异性增加。然而，在此领域，青少年的研究较少，特 别是青春期阶段的健康少年经过运动训练是否会改善自主神经的调节还是不清楚的。本 研究选择了处于青春期阶段的一组高负荷训练的中长跑运动员和一组篮球运动员，以及 一组没有系统运动训练的中学生作为对照组，观察他们在安静状态心率变异是否有差 异，以确定运动训练是否会改善青春期阶段少年自主神经的调节功能。另外，为了更好 的理解运动训练的适应效果，我们也观察了中长跑运动员2 1 公里跑负荷强度的心率变 异的动态变化和急性影响。通过对时域和频域两个指标进行定量分析，探讨青少年运动 员大运动量训练神经调节功能的变化和心率变异性的规律，通过心率变异指标来反映运 动员训练水平，训练状况，以便能给教练员科学选材、预防运动性猝死提供一些理论依 据，起到一定的指导作用。 选取辽宁省体校1 2 - 1 6 岁二级水平以上的男性中长跑运动员1 0 名、大连市业余体 校篮球运动员1 0 名和普通高中生1 0 名作为实验对象，实验安排如下：首先进行安静状 态下三组实验对象的h r v 指标测定；然后进行中长跑运动员运动前后的h r v 指标测定。 测试仪器使用芬兰博能公司出产的p o l a r 心率表，型号为r s 8 0 0 ，然后对结果进行统计 学分析。 时域指标的结果显示，运动员的安静心率明显低于普通高中学生，中长跑运动员的 r m s s d 、p n n 5 0 、s d 指标则要明显高于篮球运动员和普通高中学生，但篮球运动员的各项 指标又低于普通高中生，其中的差异有待进一步研究。频域指标的结果显示，中长跑运 动员的l f 、v l f 、h f 、t p 都明显高于篮球运动员和普通高中生的值；l f h f 三组存在差 异但不显著；l f n u 则中长跑运动员的值显著低于篮球运动员和普通高中学生；h f n u 则 中长跑运动员明显高于篮球运动员和普通高中学生。比较试验结果显示，r m m s d 在运动 后呈现下降之势，且差异非常显著；p n n 5 0 也呈现下降之趋，差异显著；s d l 在运动后 也下降，无显著差异：s d 2 在运动后下降，无显著差异。l f 值在运动后呈现下降，无显 著差异；v l f 值在运动后较运动前下降，差异显著；h f 值在运动后较运动前下降，无显 1一 著差异；l f h f 在运动后较运动前升高，差异显著；总功率t p 在运动后下降，差异显著； l f n u 升高，差异显著；h f n u 下降，差异显著。 结论： ( 1 ) 青少年运动员通过训练可以提高交感神经和迷走神经的张力，改善自主神经的调节 功能，提高h r v 值。 ( 2 ) 运动后h r v 的变化和其自身的恢复速度及交感神经和迷走神经的均衡性有直接关系。 ( 3 ) 运动前后心率变异性的特点及其变化可作为评价运动训练效果及状态的有效指标。 关键词：青少年运动员；大运动量训练；心率变异 i i l ，l y o u n ga t h ie t e s2 1kiio m e t e rsru nh e a r tr a t ev a ria bi iit ya n aiy sis a b s t r a c t h e a r tr a t ev a r i a b i l i t ya n a l y s i sc a nb eu s e da sr e f l e c tt h ea u t o n o m i cn e r v o u so nt h e c a r d i o v a s c u l a rs y s t e ma d j u s tav a l u a b l es i t u a t i o no fn o n - i n v a s i v em e t h o d i na d u l t s ，h e a r tr a t e v a r i a b i l i t yr e d u c ep h y s i c a l a n dp s y c h o g e n i co f t e ni m b a l a n c er e l a t e d i n s t e a d ，h e a r tr a t e v a r i a b i l i t yi n c r e a s e sa r eh i n th e a l t hi m p r o v e d i ny o u n g c h i l d r e ni nas i m i l a rs i t u a t i o n ，s u c ha s c h i l d r e n sh e a r tr a t ev a r i a b i l i t yi np e d i a t r i cd i s e a s ew i t hs o m el o w e ro f t e ns t a t es u c ha sh e a r t f a i l u r e ，o b e s i t ya n dd i a b e t e s ，a n dc l o s e l yr e l a t e d ，h e a r t r a t ev a r i a b i l i t yr e d u c e dt h e d e t e r i o r a t i o no ft h ei l l n e s st h a tc h i l d r e n r e s e a r c hs h o w st h a te x e r c i s et r a i n i n gc a ni m p r o v eo n c a r d i o v a s c u l a ra u t o n o m i cn e r v o u sa d u l t sa d j u s tf u n c t i o n i na d u l t s ，w i t hp h y s i c a lq u a l i t y i m p r o v e m e n t ，e s p e c i a l l yt h eb i g g e s ti m p r o v e m e n t o fp e r t u r b a t i o no fo x y g e n ，c a r d i o v a s c u l a r a u t o n o m i cn e r v o u sa l s oa p p e a r so b v i o u sa d a p t i v ec h a n g e ，p e r f o r m a n c e f o rh e a r tr a t e v a r i a b i l i t yi n c r e a s e s h o w e v e r i nt h i sf i e l do fr e s e a r c h ，a d o l e s c e n t s ，e s p e c i a l l ya d o l e s c e n c e s t a g el e s sh e a l t h yy o u n ga f t e rs p o r t st r a i n i n g w o u l di m p r o v et h ea u t o n o m i cn e r v o u s r e g u l a t i o no ru n c l e a r t h i sr e s e a r c hc h o s ei na d o l e s c e n c ep h a s eo fag r o u po fh i g hl o a dt r a i n i n ga t h l e t e sa n da g r o u po fm i d d l e 1 0 n g - d i s t a n c eb a s k e t b a l lp l a y e r ，a n dag r o u po fh i g hs c h o o ls t u d e n t sh a dn o s y s t e m a t i cs p o r t st r a i n i n ga sc o n t r o lg r o u p ，w a t c ht h e i rh e a r tr a t ev a r i a b i l i t yi nq u i e ts t a t e w h e t h e rt h e r ei sd i f f e r e n c e t od e t e r m i n ew h e t h e rw i l li m p r o v es p o r t st r a i n i n gt h ey o u n g a u t o n o m i cn e r v ea d o l e s c e n ts t a g ea d j u s t m e n tf u n c t i o n i na d d i t i o n , i no r d e r t ob e t t e r u n d e r s t a n dt h es p o r t st r a i n i n gt oo b s e r v et h ee f f e c t ，w ea l s oab i gl o a dm i d d l e l o n g - d i s t a n c e a t h l e t e si nh e a r tr a t ev a r i a b i l i t yi nt h et r a i n i n go fa c u t ee f f e c t s t h r o u g ht h et i m ed o m a i na n d f r e q u e n c yd o m a i nt w oi n d e x e s ，t h i sp a p e rq u a n t i t a t i v e l ya n a l y z et h eg r e a tp h y s i o l o g i c a ll o a d o fe x e r c i s et r a i n i n gy o u n ga t h l e t e sh e a r tn e u r o m o d u l a t i o nf u n c t i o nc h a n g e sa n dh e a r tr a t e v a r i a b i l i t yr u l e t h r o u g ht h eh e a r tr a t ev a r i a b i l i t yi n d i c a t o r st or e f l e c ta t h l e t e st r a i n i n gl e v e l ， t r a i n i n gs t a t u s s oa st og i v et h ec o a c h e ss c i e n c e ，m a t e r i a ls e l e c t i o n ，p r e v e n t i o no fa t h l e t i c s u d d e np r o v i d es o m et h e o r e t i c a lb a s i s ，p l a yag u i d i n gr o l e s e l e c t e ds c h o o l si nl i a o n i n gp r o v i n c e12 16y e a r so fs e c o n d a r y1 e v e la b o v eb e t w e e n m a l ea t h l e t e sc a l l e dm i d d l e 1 0 n g d i s t a n c em a i nr e s e a r c ho b j e c t ，10b a s k e t b a l lp l a y e r10a n d o r d i n a r yh i g hs c h 0 0 110 鹤a u x i l i a r yc o m p a r a t i v er e s e a r c ho b j e c t ，t w oe x p e r i m e n t s ：f i r s tf o r q u i e t c o n d i t i o no ft h r e eg r o u p sh r vi n d e xd e t e r m i n a t i o n ；t h e s e c o n di st h e i i i i v 囊 辽宁师范大学硕十学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 前言1 日u舌 1 文献综述2 1 1 心率变异概述2 1 2 心率变异的生理机制2 1 3 心率变异的检测方法和评价指标2 1 4 心率变异指标的临床应用3 1 5 心率变异与运动训练的关系4 1 6 国内外的心率变异研究现状5 1 6 1 国内研究概况5 1 6 2 国外研究概况5 1 7 青少年的生理特点6 1 8 青少年心率变异性的研究7 2 研究对象与研究方法8 2 1 研究对象8 2 2 研究方法8 2 2 1 文献研究法8 2 2 2 运动实验法9 2 2 2 1 实验安排9 2 2 2 2 使用设备9 2 2 3 数理统计法1 0 3 研究结果10 3 1 安静状态时的时域指标结果1 0 3 2 安静状态时的频域指标结果l o 3 3 中长跑运动员运动前后的时域指标比较分析11 3 4 中长跑运动员运动前后的频域指标比较分析1 1 4 分析与讨论。1 2 4 1 安静状态下时域和频域指标分析1 2 4 2 中长跑运动员运动前及运动后的时域和频域指标分析比较1 3 结论1 4 一v 一 ， ， 青少年运动员2 l 公里跑心率变异性分析 15 期间发表学术论文情况17 18 v i 辽j 。师范人学硕十学位论文 - - 一 月l j舌 近年来，心率变异一直是临床医学研究的重要领域。1 9 6 5 年霍尔和李在对胎儿心脏 进行监控的过程中发现，胎儿发生宫内窘迫与其心搏问期变化有一定的关系具体为窘迫 发生前r r 间期均呈现减小之势，基于此二人首次提出了心率变异与胎儿窘迫发生具有 相关性的观点，这是学界最早关于心率变异与死亡存在相关性的论断。7 0 年代以前，心 率变异的作用主要集中于在劳动效应中对体力和精神两个负荷的评价。进入7 0 年代， 尤因等人设计了一系列用以测量短期r r 间期变化的试验来观察糖尿病患者是否与自主 神经病变存在关联性。1 9 7 7 年沃尔夫最早提出了发生心肌梗死的患者其死亡率与心率变 异值的降低呈正相关，心率变异性的作用这才开始在临床医学中受到高度重视。1 9 7 8 年， 沃尔夫等又率先发现窦性心律中的每搏间期之间存在细微的差异，常需要用仪器设备测 量才能发现，并将其命名为“i i r v 全名为h e a r tr a t ev a r i a b i l i t y 。进入8 0 年代伴 随着心率变异概念的正式提出，研究人员使用动态心电图t l o l t e r 记录了普通健康人的 昼夜心率变化，继而明确提出了心率变异与心脏交感神经和迷走神经调节之间存在紧密 联系。9 0 年代以后，我国也逐渐开始了对心率变异的研究，国内已经有许多关于心脏植 物神经活性评定方法和分析研究的报道，现在关于h r v 的研究已经越来越受到学界的重 视【2 1 。 在体育界，伴随着体育运动快速发展，运动场上的竞争越来越激烈，运动员训练的 广度和深度都有着明显的提高，由此引发的运动场上的猝死现象也越来越多。交感神经 活动性增强和短暂心肌缺血参与了这些致命性心律失常的发生，是触发心脏性猝死的重 要因素之一，因此在当今运动医学及体育保健课题中，如何采取有效手段预防运动性猝 死成为广大科研工作者的重要任务之【34 1 。心率变异性指标则是评价运动猝死可能性的 有效手段。随着专家学者对心率变异认识和研究的不断提升以及测试设备和技术的不断 更新完善，心率变异已经成为时下体育界研究的热门课题。不少体育科研人员试图通过 对各个项目运动员的心率变异研究继而获取训练对心率变异影响的有效信息，探讨运动 员心脏机能和心血管系统的调节机制，希冀寻找出其中的规律以便可以形成一个标准的 评价体系【56 1 。 本文通过研究青少年运动员大运动量训练过程对其发生的心率变异进行分析，旨在 探讨青少年运动员大运动量训练对心率变异性的影响及其可能的机理，为制定运动训练 计划、评价训练效果、提高训练水平的报告等方面提供参考和理论依据。 青少年运动员2 1 公里跑心率变异性分析 1 文献综述 1 1 心率变异概述 心率变异性( h r v ，h e a r tr a t ev a r i a b i l i t y ) 是描述窦性心律随时间推移而产生 的周期性或准周期性微小变化的现象，是人体为适应生理需要，交感神经和迷走神经协 调活动，兴奋、抑制错落有序的反映在心脏活动上的心动频率差异程度，是反映交感神 经和副交感神经神经张力及其平衡的重要指标【j 7 1 。 1 2 心率变异的生理机制 心血管活动受神经体液调节因素及自身调节因素的影响，心律是副交感神经与交感 神经在窦房结水平相互作用的反映。正常人在静息状态下，迷走神经张力占优势，心率 的改变更多受其影响。通过一定的设备和技术测定分析h r v 可有效评估心脏交感神经和 副交感神经的张力、二者之间的均衡性及其对心血管活动所产生的影响。交感神经张力 的增高或副交感神经张力的降低常表现为h r v 的减小；而交感神经张力的降低或副交感 神经张力的增高，则常表现为h r v 的增高【8 1 。 1 3 心率变异的检测方法和评价指标 h r v 是一项无创判断自主神经活动的常用指标方法。但其测定的结果往往易受到很 多因素的影响例如：测试者的年龄、测试时的生理心理状态、测试时问以及运动等因素 的影响，因此对同一受试对象如果不能符合同一测试条件则结果可能会出现一定差异【9 】。 目前学界常用的分析方法有时域法和频域法。时域法的特点是直观、简单，它是对心率 变异性的总体评价。例如：s d a n n 和s d n n 是评估交感神经功能的敏感性指标，可以反映 心率的缓慢变化情况，其变化值与交感神经张力值呈反比；r m s s d 和p n n 5 0 是评估副交 感神经功能的敏感指标，可以反映心率的快速变化情况，其值与副交感神经张力呈反比。 频域法常用的方法有快速转换法和自递归法。快速转换法顾名思义检测速度快且检测方 法简单易行，自递归法则相对于快速转换法来说结果更为精确、显示的各个频段的曲线 也更为平滑、目测效果良好，因此目前更多的推荐使用自递归法对h r v 进行检测。其指 标中，h f 是反映迷走神经活动水平的敏感指标，v l f 是反映交感神经活动水平的敏感指 标，l f 是反映交感神经和迷走神经相互作用下产生的混合区域活性的敏感指标，l f h f 是反映交感神经与迷走神经的平衡性的敏感指标，h f n u 和l f n u 是高频段与低频段的功 率的标准化值，更能直接反映出迷走、交感神经调节的变化，t p 则是反映自主神经系统 活动水平的敏感指标。时域和频域指标在某种程度上说是可以相互替换的指标，二者的 一2 一 辽宁师范大学硕十学位论文 分析重复性较好且高度相关，但临床上大多使用频域指标因为频域法所测出的结果能更 加全面、细化的反映出迷走神经和交感神经的调节变化【l 0 1 。 时域分析法是以r r 间期的变化为基础，其常用指标有： ( 1 ) s d n n ：全部正常窦性心搏n n 问期的标准差，单位：m s 。 ( 2 ) s d a n n ：全程按5 分钟分成连续的时间段，先计算每5 分钟的n n 间期平均值，再计 算所有平均值的标准差，单位：m s 。 ( 3 ) r m s s d ：所有邻近窦性r r 间期长度差异平方均值的平方根，单位：m s 。 ( 4 ) s d n ni n d e x ：全程按5 分钟分成连续的时问段，先计算每5 分钟的n n 间期标准差， 再计算这些标准差的平均值，单位：m s 。 ( 5 ) s d s d ：全部相邻n n 问期之差的标准差，单位 m s 。 ( 6 ) n n 5 0 ：全部n n 间期中，相邻的n n 间期之差大于5 0 m s 的心搏数，单位：个。 ( 7 ) p n n 5 0 ：n n 5 0 除以总的n n 间期个数、乘以1 0 0 ，单位：。 频域分析法是以把心率变化信号分解变化为基础，其常用的指标有： ( 1 ) 高频成分h f ：受迷走神经影响，主要反映呼吸变异； ( 2 ) 低频成分l f ：受迷走神经和副交感神经共同影响； ( 3 ) 极低成分v l f ：受交感神经活动的影响； ( 4 ) 超低成分u l f ：目前尚不明确； ( 5 ) 总功率t p ：受h f 、l f 、v l f 、u l f 共同影响，反映总的变异性； ( 6 ) l f h f ：受交感神经和迷走神经张力的平衡性影响。 ( 7 ) l f n u 、h f n u = 1 0 0 l f ( 或h f ) ( t p v l f ) 。 1 4 心率变异指标的临床应用 。 h r v 在临床医学中有很高的应用研究价值尤其是其在心血管疾病领域的应用作用日 益突出。例如普通健康人的h r v 变化较大，而患有心脏病及心血管疾病的病人的变异值 则呈现出明显减4 , 1 l l 】。例如： ( 1 ) 心肌梗死：心肌梗死后1 - 3 周内测定h r v ，如仍然明显低于正常值则预计未来猝死 率明显增加。但h r v 的预测正确率并不是很高，如果和其它预测指标( 例如e f 值、心室 晚电位、复杂性室早等) 联合起来应用则将明显提高其预测精度。a m i 后跟踪复查h r v ， 根据h r v 恢复的速度可对病人的死亡危险性进行评估。 ( 2 ) 糖尿病：目前学界公认h r v 是判断糖尿病病人是否伴有自主神经系统损害最准确、 晟敏感的指标，其价值已经远远超过以往使用的直立试验、v a l s a l v a 试验及深呼吸试验 等。 青少年运动员2 l 公里跑心率变异性分析 ( 3 ) 高血压：根据一项研究结果表明，心率变异指标测试可以应用于临床高血压患者。 参与该实验女性1 0 0 0 人、男性9 0 0 人。对这些人进行了为期4 年的观察。结果表明： 在高血压患者中p n n 5 0 、s d n n 均较j 下常人减低，高血压l v h 者，其值明显降低，说明在高 血压患者中交感神经与副交感神经的张力平衡调节失衡，总的变化是副交感神经张力降 低，这种降低在伴有l v h 时更为明显。 1 5 心率变异与运动训练的关系 心率变异性的研究目自i 应用于临床上的比较多，应用于运动训练特别是应用于青少 年运动员训练上还很少，心率变异指标是反映自主神经对心血管系统调节状况的指标。 在成年人，心率变异性降低常常与生理及心理性失调相关。相反，心率变异性的升高则 提示健康状况的改善。在少年儿章也存在类似的情况，如儿章的心率变异降低常与一些 儿科疾病状态如心力衰竭、肥胖及糖尿病密切相关，进而，心率变异性的降低也提示儿 童病情的恶化。研究表明运动训练可改善成年人自主神经对心血管的调节功能。但运动 训练能否改善青少年运动员的自主神经调节功能目日i 机制尚不清楚。 另外h r v 评估植物神经功能从另一侧面反映猝死的易发倾向。现在已经证实h r v 降 低对心源性猝死的发生或复发，可能是一项较左心室功能、心电图、运动试验及v l p 测 定更为有力的独立预测指标。在急性心肌梗死，l f 成分增高和h f 成分降低可能一直持 续到梗塞死6 1 2 月才逐渐恢复正常。急性心肌梗死早期检测的h r v 对梗死后远期死亡 率也有显著相关。克雷格等首次报道急性心肌梗死患者s d n n i o o m s 者高出5 倍【1 2 】。h r v 预测心源性猝死相比较于其它例如心室 射血分数、晚电位及室性早搏频率等指标的价值要更高。对包括阵发性心率失常在内的 有猝死倾向的各种心脏病的猝死预测具有一定的价值意义。心率变异性也可以对脑血管 疾病出现异常反应，原因是脑血管疾病常常影响到大脑皮质、下丘脑和脑干，会使自主 神经功能紊乱，进而导致交感神经和副交感神经功能失衡，最后呈现出h r v 分析异常【1 3 】。 h r v 在解决运动员科学训练和选材上也有着一定的应用价值。文献表明，年龄与 s d n n 、r m s s d 、p n n 5 0 、t p 、l f 、h f 、l f h f 的呈现上升趋势为负相关，这提示我们h r v 可以用于测定运动员的生理年龄，从而为我们运动员的选材所用。 h r v 也可以反映运动员的体能储备情况，有研究人员对一批运动员赛季前后的h r v 进行研究分析发现，经过大强度训练的运动员其h r v 值要有所升高，要高于赛季前，第 一军医大学的研究人员亦用试验证实了这个结果，表明h r v 确实可以用作人体体能的测 量。 辽宁师范人学硕十学位论文 另外赛前状态的生理变化主要表现在神经系统兴奋性的变化，我们可以通过这种手 段间接的去反映运动员的状态，包括运动员的训练水平、机能状态、心理负荷和心理应 激状态，以便如实掌握运运动员情况并时作出调整【1 4 1 。 1 6 国内外的心率变异研究现状 1 6 1 国内研究概况 高炳宏【1 5 】等对多名优秀男子赛艇运动员的研究表明：“这些运动员在安静状态时的 总体h r v 相对比较高，其值是同条件健康男性的2 倍左右，并与最大摄氧量呈正相关差 异显著，这表明心血管系统功能受到自主神经和体液调节的作用的影响，自主神经和体 液调节之间的平衡性与运动员有氧代谢能力存在密切关系，研究提示了心率变异指标 可以作为运动员科学选材、机能水平和体能状态评定的有效参考。 赵敬国在对运动员 的增量运动心率变异情况的研究中发现【l6 】：“与安静状态时相比，在增量运动过程中，随 运动强度的不断增加，心率变异性在逐渐减小，表明其心率的瞬时波动在逐渐减小。在 这个过程中，心脏交感神经和迷走神经间的平衡关系被打破。结果进一步显示，在增量 运动过程中，伴随着心率变异值的减小，心脏内的传导速度逐渐加快，表明心脏交感神 经活动强度增加和迷走神经活动受到抑制。心率变异值反映了人体对运动应激的反应程 度，表明h r v 可以作为运动训练水平和体能状态的评定指标。”另一项对健康人进行骑 车试验的研究表明【1 7 】：“健康人进行踏车试验，运动负荷从最低值开始逐渐向上增大直 到受试者感到力竭为止。强度有低到中的运动过程中，与安静状态时相比，l f 值有所升 高，h f 值有所降低，当骑车强度达到一定值时，l f 值升高更加明显，h f 值却不再继续 降低。研究人员认为中量运动迷走神经张力主要以降低为主，大运动量时则交感神经占 优势，迷走神经张力不再继续降低。” 1 6 2 国外研究概况 塞通等【1 8 】研究发现：“普通健康人在运动中和运动后，l f h f 比值与交感神经产生 冲动的次数呈正相关，h f t p ( 总功率) 与其呈负相关，说明运动可以提高交感神经张力， 提示运动可以提高心率变异性。 卡斯蒂【l9 】等研究表明：“无论心率变异如何变化，h f 值对迷走神经张力的评价都过高，其中尤其以采用h f n u 和l f h f 比值时更为明显。 侯勒等【2 0 】研究发现：“虽然l f 不能完全准确的反映交感神经活性，但l f 仍然可以作为 其评价指标之一，他在研究中发现刺激动物的交感神经或在其进行剧烈活动时，心率加 快l f 明显降低，应用阿托品后降低显著，他认为在运动条件下l f 评价交感神经张力不 是十分准确，但却是不能不考虑的指标【2 1 1 。”韦恩等【2 2 】对一定年龄范围的青年组与老年 青少年运动员2l 公里跑一i l , 率变异性分析 组进行了为期半年的有氧训练后的研究发现：“训练前青年组的r r 间期标准差值比老 年组高5 0 左右；在有氧运动达到最高峰值时，迷走神经活性降低程度青年组要高于老 年组；半年训练完毕后再进行心率变异分析，结果发现青年组s d n n 值由训练前5 8 4 m s 升高到6 8 - + - 6 m s ，升高幅度为1 7 0 3 ，老年组由训练前的3 1 - i - 5 m s 升高至5 8 _ _ + 4 m s ，升高幅度 为6 8 9 6 ，说明运动可增加心脏迷走神经张力，使静息时心率变异升高。 拉德利等人【2 3 】 的研究发现：“普通健康人在进行骑车试验时，当心率达到一定值时，l f h f 的比值较 运动前会有所下降；当心率达到更高值时，l f h f 的比值降低更为明显，血浆中乳酸盐浓 度和儿茶酚胺浓度升高，这时的h f 值保持在一定的水平上变化不大。研究者分析认为 安静状态时心率变异值由迷走神经决定，运动时l f h f 比值与血浆儿茶酚胺浓度呈反比， 提示儿茶酚胺对交感神经张力存在负反馈作用。卢奇尼等【2 4 】研究发现：“普通健康人 在进行大量运动前，心脏自主神经就由安静状念时的交感神经和迷走神经互相平衡的 状态向运动时交感神经占主导的方向转化。”还有一项研究发现：“普通健康人用其4 0 最大力量握拳时，l f n u 相比于安静状态时明显升高且差异显著，h f n u 却相比于安静状 态时有所降低，且差异显著。这提示在进行中等量的运动时，会导致人体交感神经兴奋， 迷走神经抑制【2 5 1 。 科瑞塔等【2 6 】发现：“普通健康人在进行握拳试验时，l f 及l f h f 与安静状念时相比无明显差异，h f 则相比于安静状态时有所升高；心脏病患者进行握拳 试验时，其l f 、l f h f 相比于安静状态时明显升高，h f 则值没有明显变化。高血压病患 者进行握拳试验时心率变异性的变化则没有普通健康人明显 2 7 2 8 】。 斯琴等【2 9 】的研究结 果表明了运动员在运动前和运动后的心率都明显低于同等条件下的普通健康人，这在学 界已经是不争的事实，运动员德l f 值和h f 值在运动后的恢复阶段比普通健康人的升高 幅度要高，h f 值恢复速度较普通健康人要快，这提示无论安静状态时时或运动状态时， 运动员的h f 值始终高于普通健康人。另外还有学者对静力性运动和动力性运动的心率 变异性做了比较分析结果提示：“进行静力性运动时，交感神经和副交感神经的活动性 都增强，而进行动力性运动时只有交感神经活性增强，副交感神经活性则减弱。 针对有些对心率变异研究结果出现的差异不一致性可能与运动强度、方式以及心率 变异指标的检测手段、对象的差异有关。 1 7 青少年的生理特点 青少年：所指年龄大概在1 4 - 1 7 岁之间，这个阶段其正处于生产发育的旺盛时期， 身体各个系统都开始趋向于成人方向但又具有自身年龄特点，他们在骨骼、肌肉、心血 管系统、中枢神经系统、内分泌系统、物质代谢等方面显现出了一定的特殊性。 一6 一 、 辽j 。师范人学硕士学位论文 青少年不是成人的简单缩影，他们有自己的生理特点，他们的心脏发育不够完善， 心脏收缩、舒张能力都比较差，神经调节、体液调节也不完全成熟，其次青少年的新陈 代谢相对旺盛，每搏输出量绝对值较小，因而心率较快。另外，青少年的肺容量较小， 肺内弹力组织发育较差，肺泡数量少、弱，扩张能力较小，呼吸道较狭窄，因而呼吸时 阻力较大【3 0 1 。如果盲目进行训练而不根据青少年的这种特点进行安排，那么他们就很有 可能产生运动损伤，恰恰这个时期又是年轻运动员提高能力、为将来取得优异成绩奠定 基础的时期，损伤会影响他们的未来的运动寿命。 总的来说青少年运动员是一个特殊群体，他们面临着身体的生长发育和运动能力提 高的双重压力。如何在不影响身体正常发育的同时又能在运动能力及身体素质等方面得 到充分的发展，始终是青少年运动员在运动训练过程中亟待解决的问题【3 。 1 8 青少年心率变异性的研究 h r v 是测量连续的正常心电图r r 间期变化的系数，进而反映出心率的变化程度，国 外在上世纪8 0 年代就已经开始了h r v 在少年儿童疾病中的临床应用研究，国内在上世 纪9 0 年代中期才陆续在儿科临床应用，近几年这种研究得到了快速发展。h r v 现已广泛 应用于成年人各类疾病例如心血管疾病中的预测猝死、急性心肌梗死的心律失常及心力 衰竭等【3 2 1 。但在儿童青少年领域目前的研究尚不深入、全面。目前多数学者认为青少年 自主神经系统功能发育不完善，且与年龄存在明显的联系。国外学者斯图尔特等【3 3 j 发现 神经心脏性晕厥的儿童有h r v 异常变化，提示了与机体自主神经功能异常变化相关的儿 童疾病伴随着h r v 的异常改变。朗琴等】对多例健康早产儿与正常足月新生儿进行心率 变异性研究时发现，新生儿h r v 值与孕周有关，且随着孕周数增加，其迷走神经活性增 加。芬利等 3 5 】应用光谱分析( 频域法) 测定了儿童青少年的心率变异情况，发现h r v 有明 确的年龄依赖性，低频部分( 0 0 3 0 1 h z ，反应交感迷走神经的双重活性) 随年龄增加逐 渐升高。高频部分( 0 2 - 0 4 h z ，反映迷走神经活性) 和总能谱发现有随年龄增加逐渐降 低的特点。有学者对1 8 7 例正常青少年进行的h r v 时域分析，发现s d 、r m s s d 、p n n 5 0 ( 三 者均是反映迷走神经活性的指标) 随年龄的变化与成人相反，说明从出生到成年交感神 经和迷走神经的功能存在着逐步完善的过程。研究结果符合青少年时期自主神经系统的 生理变化特点，并与国外频域法研究结果相同。 人出生后自主神经功能有一个逐渐成熟的过程，h r v 水平也不断发生变化，青少年 的h r v 水平高于成年人【3 6 】，青少年h r v 各参数随年龄增加而增加，男女无差别。成年后 随着年龄的增长，心脏自主神经功能逐渐下降，表现为h r v 随年龄增加而降低的趋势， 且不同年龄组有成倍差别。 青少年运动员21 公里跑心率变异性分析 青少年的h r v 与成人相比有其独特的一面，多数研究表明h r v 具有年龄依赖性【3 7 】， 青少年植物神经功能发育不完善，心迷走神经与交感神经功能不平衡，交感神经占优 。势所致。目f j 已有大样本青少年的h r v 时域分析及其正常值测定的报道，但诸如此类的 研究缺乏检测仪器的统一标准和规范参考，故h r v 在青少年领域仍是有研究价值和应用 前景的指标【3 8 】。 2 研究对象与研究方法 2 1 研究对象 本文选取辽宁省体校1 0 名少年男子中长跑运动员、大连市业余体校1 0 名篮球运动 员和1 0 名普通高中学生作为研究对象，运动员的训练水平均达到国家二级运动员水平。 运动员每天平均训练量为中长跑运动员l o k m ，每周训练6 天，训练时间3 0 小时；篮球 运动员每天平均训练量为4 小时，每周训练6 天，训练总时间2 4 小时；高中生则参加 j 下常的体育活动。 表2 1 运动员及高中生基本情况 t a b 2 1a t h l e t e sa n dh i g hs c h o o ls t u d e n t sb a s i cs i t u a t i o n 组别人数( n ) 年龄( 岁)身高( c m ) 体重( k g )训练年限( 年) 中长跑 1 0 1 6 3 3 + 1 2 1 1 7 6 9 8 8 76 1 6 0 4 - 9 0 3 2 9 6 1 1 5 篮球1 01 5 2 8 - 4 - 1 8 9 1 9 2 4 8 0 4 8 4 9 0 4 - 1 0 8 62 1 0 4 - 0 6 0 普通高中生1 0 1 6 1 0 4 - 0 3 81 7 4 4 - 1 0 6 5 6 2 6 0 4 - 9 1 90 2 2 研究方法 本文主要采用定量分析和定性分析相结合的方法，采用了文献研究法、运动实验法、 数理统计法。 2 2 1 文献研究法 根据本文的研究需要，研究过程中，查阅了和本论文相关的专著，通过中国学术期 刊网、万方数据库、学校图书馆、学院资料室检索收集了近几年国内外的相关文献，检 索内容包括运动变异的概念、生理机制、青少年运动员心脏特点、心率变异指标在临床 医学与运动医学领域的应用研究、心率变异性指标在青少年运动员领域的意义等相关信 息，对相关资料进行重点阅读与分析，从而进行分类整理与归纳，全面了解和掌握与本 研究相关的研究现状和最新研究成果，为本文的研究奠定理论基础。 一r 一 辽j 。师范人学硕十学位论文 2 2 2 运动实验法 2 2 2 1 实验安排 本研究安排进行两次实验，时间分别在2 0 1 0 年6 月和2 0 1 0 年1 1 月，实验地点在 辽宁师范大学南院的标准的4 0 0 米塑胶运动场。实验内容要求运动员尽自己最大努力完 成一次2 1 k m 跑( 大约相当于半程马拉松) ，实验被安排在运动员整个赛季之前进行， 要求受试者在实验前两天不安排剧烈运动，只是在实验前一天进行准备性适应活动。第 一个实验是运动员运动前安静状态下，进行心电图检查，测试运动员身高、体重、体脂 百分比、心率指标，实验核心是测试中长跑运动员、篮球运动员和普通高中生的安静状 态下的h r v 指标，实验过程为：首先为实验者佩戴设备，在胸带上喷洒一些水，起到导 电的作用同时还可以使设备具有更好的传输性，然后让受试者平躺在床上，闭上双眼安 静休息一分钟，然后打开p o l a r 表进行数据采集。数据采集时间为5 分钟。第二个实验 测试中长跑运动员运动过程中和运动后的h r v 指标，实验过程为：参与这部分实验的中 长跑运动员按照预先制定好的顺序依次出发，每名运动员的出发间隔时间为1 5 分钟， 室外环境温度为( 5 - 8 ) ，相对湿度为( 2 7 - 4 0 ) ，在这个过程中设备会全程记录运 动员的心率变异指标数据，运动结束后将p o l a r 表和胸带摘下。运动强度由教练员根据 运动员水平掌握，平均强度在2 2 0 s k m ，即运动员跑l k m 用时3 m i n 4 0 s 。 2 2 2 2 使用设备 心率变异测试指标采用p o l a r 牌心率表，型号为r s 8 0