遞增負荷功率車運動對肥胖者指端容積血流脈搏波的影響

崔文麗 高峰 安翠平

肥胖最直接、最普遍影響的是人們的心血管功能,嚴重威脅人們的生命健康。我國在校學生由于運動引起的心血管意外,運動猝死等疾病的發病率一直很高[1,2]。但目前我們的防御措施只是借助每年的常規體檢項目(安靜血壓、安靜心率和安靜心電圖)、體育活動中的自我主觀感覺和心率監控,缺乏運動中對心血管系統的檢測。本研究采用北京康普生生物科技有限公司生產的 HC2180指夾式無創血流參數檢測儀對人體指端容積血流脈搏波進行動態描記,準確獲取不同體成分在校男大學生的指端光電信積血流脈搏液(PPG)參數的變化特征,為指夾式心血管功能無創快速檢測技術應用于在校大學生運動時心血管功能監測、預防運動中心血管功能異常和運動減肥處方等提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 問卷調查的方式招募正常與肥胖的在校男大學生各 30例,通過形態學檢測(身高、體重)、體重指數(BMI)、機能檢測(心率、血壓)和入學體檢結果的篩查,選取心血管功能正常的 20例(基本情況見表 1),分為正常組和肥胖組。

1.2 方法

1.2.1 實驗儀器及器材:瑞典產MONARK 834E功率自行車、芬蘭POLAR ACCUREX PLUS心率遙測表、HC2180指夾式無創血流參數檢測儀、血壓計、身高體重計、

1.2.2 遞增運動負荷方案:體育運動可以使心血管系統產生應激反應,也可增強其生理功能和適應能力,但由于組間在體成分上的差異情況,我們對不同的組采用了不同的運動負荷方案 。見表 2。

1.2.3 HC2180指夾式無創血流參數檢測儀檢測。

1.2.3.1 選擇非使用血壓袖帶一側的手,測試前檢查每位受試者的手腕及指端,確保無任何纏繞的異物,血流灌注情況良好。被檢測的手指無異形,以確保能夠檢測到穩定的容積血流脈搏波。

1.2.3.2 不同體成分被試分別選取 A或B遞增運動負荷方案(表 2),采用HC2180指夾式無創血流參數檢測儀連續采集在遞增負荷功率自行車運動中指端血流容積脈搏波動態變化波形,記錄不同負荷等級被試主觀體力感覺(RPE)、心率(HR)、動態心率系數(DHR)、PPG參數值如:血管充盈分數(VDF)、血管回縮分數(VCF)、脈搏波積分指數(PCII)、血管回縮期指數(VCTI)。

1.2.3.3 PPG參數的生理學意義:①血管充盈分數(Vasodilation Fraction,VDF):心臟收縮射血使血管壁擴張血管膨脹,產生了指尖脈搏容積曲線的升支和主動脈瓣關閉(重搏波)前的降支部分。這部分曲線反映心臟的做功狀態和血管的順應性。指尖脈搏容積曲線的升支部分波形,反應血管在心臟快速射血作用下(即血管充盈期)血管的擴張能力,與心臟功能、射血量以及血管順應性有直接關系。動態監測血管充盈分數,可以實時跟蹤運動過程中血管充盈的變化,它反應了受試者的血管充盈期血管的擴張能力變化,從而反映出心臟功能、射血量以及血管順應性。②血管回縮分數(vasoconstriction fraction,VCF):自血管充盈達到最大程度開始,血管在動脈壁彈性作用下開始回縮,隨后主動脈瓣開始關閉,心臟完全停止射血,血管內壓力迅速下降,產生了指尖脈搏容積曲線的降支部分。血管回縮期反映了從心臟射血減慢到停止,直至靜脈血液回流使心臟充盈,心臟重新獲得能量的過程。血管回縮期血液流動的動能來源于兩個方面,一是心臟收縮期射血產生的血流慣性;二是血管回縮過程中動脈壁的彈性。因此,血管回縮期壓力的高低取決于血容量(或心搏血量)和動脈壁彈性。這部分波形反映了血管回縮期肌體組織灌注和血液回流動能的水平。血液回流的動能和持續時間直接影響心臟充盈和肌體組織灌注,其動態變化反映了心力儲備水平的變化,實時跟蹤分析其動態變化規律以提示運動中可能存在的血液回流不足和其他異常及其對心臟充盈的影響。③脈搏波積分指數(pu lse contour integral index,PCII):指尖容積血流脈搏波曲線反映了整個心動周期過程中心臟做功的狀態。該指標可以反映心臟搏動做功的動能,通過指數化處理使其消除心率變化的影響,成為動態監測的一個重要指標。實時跟蹤受試者在運動前、中、后的動態變化規律,可觀察到運動造成的血液重新分配的過程;結合血管充盈分數和血管回縮分數的變化,可有效觀察分析血管充盈與回縮功能變化走勢,以盡早判斷心血管系統對運動負荷的適應性和耐受性,提前發現心血管功能異常。④血管回縮期指數(vasoconstriction time index,VCTI):從指尖脈搏容積曲線的最大值至下一心動周期射血起始為血管回縮期時相。該指標反映了肌體組織灌注和血液回流心臟過程的時相,也是心動周期中心臟獲得主要動力過程的時相。該指標隨心率變化,還受到動脈壁彈性和血容量的影響,該指標的變化間接反映心臟充盈過程獲得能量補充的狀態和心力儲備水平的變化。由于它受心率影響,以心率或心動周期將其指數化后可忽略心率的影響。⑤動態心率系數(dynam ic heart rate coefficient,DHR):反映人體心臟在運動中心率相對于靜息狀態心率的變化幅度。一般采用運動前的最低心率值或靜息心率作為心率基數,隨著心率的加快,心動周期縮短,動態心率系數增大。

表1 2組基本情況比較n=10,

表1 2組基本情況比較n=10,

注:與肥胖組比較,*P＜0.05

組別 年齡(歲) 身高(cm) 體重(kg) BM I 心率(次/min) sBP(mm Hg) dBP(mm Hg)肥胖組 21.1±1.3 171±5 94±12 32±4 72±5 137±13 83±9正常組 22.1±1.1 172±4 68±9* 23±3* 69±5 133±11 82±9

表2 2組遞增運動負荷運動方案 n=10,W

1.3 統計學分析 應用SPSS 13.0統計軟件,對同一體成分大學生不同負荷等級間 PPG參數的分別采用單因素方差分析(ANOA)和 Post Hoc Test(LSD)檢驗進行比較;同一負荷不同體成分大學生間 PPG參數采用獨立樣本t檢驗進行比較。

2 結果

2.1 肥胖PPG組參數差異比較 在方差分析的基礎上進行Post Hoc Test(LSD)檢驗,結果顯示肥胖大學生在 100W運動負荷時 PCII參數值顯著低于 0W、50W負荷;100W運動負荷時 DHR參數值顯著高于 0W、50W負荷;75W、100W運動負荷時 VCF參數值顯著低于 0W負荷。見表 3。

表3 肥胖遞增負荷運動中PPG參數比較n=10,

表3 肥胖遞增負荷運動中PPG參數比較n=10,

A負荷方案 PCII VDF VCF VCTI DHR 0W 0.73±0.11 0.301±0.071 0.711±0.081 0.721±0.0710.92±0.1550W 0.43±0.06 0.321±0.051 0.671±0.051 0.691±0.0611.61±0.2775W 0.36±0.04 0.331±0.021 0.661±0.021 0.671±0.0121.81±0.33100W 0.33±0.03 0.351±0.022 0.641±0.021 0.662±0.0312.03±0.38 F值 72.466 2.112 3.601 2.556 28.777

2.2 正常組PPG參數差異比較 在方差分析的基礎上進行Post Hoc Test(LSD)檢驗,結果顯示正常大學生在75W、100W、125W運動負荷時 PCII參數值顯著低于 0W負荷,但后 3個負荷之間差異無統計學意義(P＞0.05);125W、100W運動負荷時 DHR參數值顯著高于 0W、75W負荷,但后2個負荷之間沒有顯著性差異;125W、100W運動負荷時VCF參數值顯著低于0W、75W負荷,但后 2個負荷之間差異無統計學意義(P＞0.05)。見表 4。

表4 正常組遞增負荷運動中 PPG參數比較

2.3 不同體成分大學生遞增運動中主觀體力感覺的變化情況見表 5。

2.4 相同負荷不同體成分大學生PPG參數比較 75W運動負荷下,2組大學生PPG參數進行T檢驗,結果顯示 2組之間VCF、VCTI 2項參數具差異有統計學意義。100W運動負荷下,2組大學生 PPG參數進行T檢驗,結果顯示 2組之間 PCII參數差異有統計學意義。見表 6、7。

表5 不同體成分大學生遞增運動中主觀體力感覺的變化情況 n=10,例

表6 2組運動負荷為 75W時 PPG參數的比較

表7 2組運動負荷為 100W時 PPG參數的比較

3 討論

3.1 在不同遞增負荷運動方案中,通過HC2180指夾式無創血流參數檢測儀的動態監測功能,依據指端容積血流脈搏波的特征參數(DHR、PCII和 VCF)可以顯著的反映出人體的血管血流在不同運動負荷刺激下瞬間所發生的細微變化,說明人體心血管系統對體育運動有瞬時應激反應。

3.2 肥胖和正常受試者在同一運動負荷下 RPE的表現不一樣,肥胖受試者更容易產生疲勞,運動能力低于正常者,缺乏體育鍛煉。

3.3 在相同運動負荷下指端容積血流脈搏波的特征參數(VCF、VCTI和PCII)也可以顯著地區分不同體成分大學生的心血管功能差異。

綜上所述,通過讓人體承受一定的運動負荷,借助指夾式無創血流參數檢測儀可以在較短的時間內通過 PPG參數指標了解人體運動時其心血管系統的細微變化情況,以便更準確地判斷人體心血管系統在體育運動中的變化和對進行體育訓練強度的耐受力,提早發現引起運動傷害的征兆[3-5]。可見,此實驗可顯示不同體成分者在體育運過動中心血管功能的差異,為今后在研究運動減肥領域提供一定的理論依據。同時,在評價大學生心血管功能方面可以有效彌補傳統的靜態檢測方法的不足,有助于提早發現由心血管異常引起的運動傷害及其發生前的征兆,對預防嚴重的運動傷害乃至運動猝死的發生產生積極的作用。

1 Ades PA.Preventing sudden death:Cardiovascular screening of young athletes.The Physician and sports Medicine,1992,20:75.

2 郝興海.心臟外科術后無創指端容積脈搏曲線法監測心血管功能的準確性的研究.醫療設備,2005,7.

3 趙景石.肥胖的運動干預機制與運動處方.河北醫藥,2009,31:2469-2470.

4 王玉秀.大學生心功能評價指標的效度研究.中國體育科技,2006,42:40.

5 路光,李驍君,張曉東,等.太極拳作為運動處方對肥胖學生 PWC-(150)測試前后 STI和血流動力學參數的影響.山東體育科技,2005,27:28-30,34.