自然療養因子礦泉對飛行員心率、血壓變異性影響的研究

0600 蘭州軍區臨潼療養院 徐莉 張鋒 王紹林 周林甫

710032 第四軍醫大學航空航天醫學系航空航天生物動力學教研室 馮岱雅2 楊長斌4 耿捷6 孫喜慶8

自然療養因子礦泉對飛行員心率、血壓變異性影響的研究

710600 蘭州軍區臨潼療養院 徐莉1張鋒3王紹林5周林甫7

710032 第四軍醫大學航空航天醫學系航空航天生物動力學教研室 馮岱雅2楊長斌4耿捷6孫喜慶8

目的通過觀察心率變異性(HRV)、血壓變異性(BPV)的變化評價自然療養因子礦泉等綜合作用對自主神經調節的影響。方法選取療養期間15名健康男性療養飛行人員作為受試者，隨機分為對照組、礦泉浴組、礦泉游泳組，于鍛煉前后進行HRV與BPV分析。結果HRV指標表明，與鍛煉前相比，礦泉浴組平臥位LF/HF顯著降低，兩種體位下礦泉浴組與礦泉游泳組的LF、LFn呈降低趨勢，HF、HFn均呈升高趨勢，對照組無明顯變化。鍛煉后與對照組相比，礦泉組平臥位HF、HFn較顯著增加、LF/HF顯著降低。BPV各項指標鍛煉前后無明顯改變，組間對比也無顯著性差異。結論礦泉浴與游泳均可增加心臟迷走神經活動水平，礦泉浴的效果更為明顯。

礦泉浴；游泳；心率變異性；血壓變異性

隨著戰斗機性能的提高及飛行任務的加重，增加了飛行人員生理與心理負荷，如何更有效地在療養期間使他們得到充分的恢復成為一項緊迫的課題，對提高空軍部隊戰斗力具有重要意義。臨潼自然療養因子礦泉浴對改善心血管系統的調節能力有一定作用[1-2]，速度適中的礦泉游泳也是一種很好的有氧鍛煉方式，可改善人體血流動力學狀態[3]。這兩種療法均可改善和提高心血管系統功能狀態，但未見何種鍛煉方式更為有效的報道。本研究在飛行員療養期間，完成原有規定的訓練科目的基礎上，科學地應用療養地的優勢，采用自然療養因子礦泉等綜合療養措施，通過心率變異性(HRV)與血壓變異性(BPV)分析對礦泉浴、游泳及對照組作用于療養飛行人員后自主神經功能進行評估，為進一步研究使用自然療養因子礦泉提供依據，以制定出提高特勤人員在療養院完成規定訓練科目的具體措施和提出合理的療養因子應用方案。

1 方法

1.1 被試者選擇2008年5月在臨潼療養院療養的飛行員15名，年齡25～36歲，身高(172.1±4.6)cm，體重(62.4± 6.5)kg，無心肺疾患史，無心律異常。訓練過程中不飲酒、咖啡，不服用影響心血管系統的藥物，不進行劇烈的體育運動。將受試者隨機平均分為3組，每組5名，分別為礦泉浴組、游泳組、對照組，每組均進行療養期間常規療養措施及規定的項目訓練，完成16個鍛煉日，每個鍛煉日不少于2 h。除此之外，礦泉浴組、礦泉游泳組分別接受臨潼自然療養因子溫泉干預。

1.2 鍛煉方法

1.2.1 礦泉浴組以礦泉浴為干預因子，共12次。其中1～5次進行微溫浴，水溫為36℃～37℃，時長30 min；6～12次進行溫浴，水溫為38℃～40℃，時長30 min。

1.2.2 礦泉游泳組以中等負荷礦泉游泳為干預因子，水溫26℃～28℃，共12次，前1～5次，30 min/次，后6～12次，45 min/次。

1.2.3 對照組進行正常療養，完成規定的訓練項目，達到16個鍛煉日，每個鍛煉日不少于2 h，不參加溫泉療養與游泳鍛煉。

1.3 實驗設備

1.3.1 可變角度旋轉床可變角度旋轉床(北京和平醫療器械廠)，由電腦自動控制，旋轉角度范圍：0°～180°，旋轉速度范圍：5°～45°/s，本實驗采用15°/s的旋轉速度。腰腹部及雙下肢由軟質皮帶固定，肩部及足底用擋板固定，防止被試者在旋轉床旋轉時身體大幅度滑動。

1.3.2 心率、血壓記錄設備應用Finometer無創血壓監測儀(FMS，荷蘭)自右手中指處記錄逐跳收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、平均動脈壓(MAP)以及心率(HR)，靜水壓傳感器保持在心臟水平。在被試者皮膚上進行標記，使靜水壓傳感器在訓練前、后測試中始終在同一位置，確保血壓測量的參考點相同。

1.4 測試方法

1.4.1 平臥位測試在鍛煉前1 d、完成后第1天測試。測試開始前，讓被試者了解本實驗的目的、程序及注意事項，消除緊張情緒，以取得密切配合。在安靜環境中仰臥位休息10 min后，受試者按計算機發出的聲音指令以15次/min的頻率呼吸，記錄5 min數據。

1.4.2 頭高位傾斜測試被試者平臥10 min后，旋轉床以15°/s的速度旋轉至頭高位+75°停留10 min，分析HUT前5 min時的心血管反應。采用Powerlab多道生理記錄儀(澳大利亞埃德儀器公司)實時監測、記錄標準胸導聯ECG。

1.4.3 HRV、BPV分析由Finometer獲取5 min平穩逐次心跳間期(RR)、收縮壓時間序列，采用Matlab 7.0軟件對序列進行常規AR譜分析，得到HRV、收縮壓變異性(SBPV)功率譜，包括：總功率(TP)、低頻功率(LF)、高頻功率(HF)。由原始指標變量計算導出指標變量，包括：歸一化低頻成分(LFn)、歸一化高頻成分(HFn)及低頻功率與高頻功率的比值(LF/HF，僅限于HRV分析)。

圖1 平臥位下鍛煉前后HRV的變化(±s，n=5)

2 結果

HRV指標表明，與鍛煉前相比，平臥位礦泉浴組LF/HF顯著降低，兩種體位下礦泉浴組與礦泉游泳組的LF、LFn呈降低趨勢，HF、HFn均呈升高趨勢，均未達到顯著水平，對照組無明顯變化。組間比較，鍛煉后平臥位下礦泉浴組HF、HFn變化率較對照組顯著增加、LF/HF顯著降低，其余參數均無顯著性差異(圖1)；頭高位兩種體位下HF、HFn的變化率較對照組呈增高趨勢、LF、LFn及LF/HF呈降低趨勢(圖2)。收縮壓變異性各項指標鍛煉前后無明顯改變，組間對比也無顯著性差異(表1)。

圖2 頭高位下鍛煉前后HRV的變化(±s，n=5)

表1 鍛煉后BPV的變化(±s，n=5)

表1 鍛煉后BPV的變化(±s，n=5)

注：1 mmHg=0.133 kPa

ParametersGroupsPre-trainingAfter-training SupineHUTSupineHUT TP(mmHg2)Control8.49±5.0623.31±5.2011.05±7.3727.45±8.91 Swimming8.37±5.5425.19±9.3910.82±5.2429.61±12.04 Hot spring12.43±3.5731.86±26.2710.97±2.6226.99±15.36 LF(mmHg2)Control4.72±3.3913.46±4.807.60±6.7218.43±6.70 Swimming4.58±4.9513.76±8.876.21±4.5619.77±12.00 Hot spring7.68±2.9721.95±19.326.48±2.3417.36±5.26 HF(mmHg2)Control2.90±1.897.97±1.882.23±1.437.17±1.54 Swimming2.76±1.949.16±3.942.30±1.287.77±3.27 Hot spring2.26±0.697.17±4.552.51±1.496.99±4.16

3 討論

臨潼療養地有著豐富的自然療養資源，尤其是臨潼礦泉水其溫度較高，含有大量的礦物質、微量元素等，利用它的化學、溫度及機械的刺激作用，能治療人體多種疾病[4]。以往對健康人體生理作用研究調查發現[5]，健康人群適宜溫度(38.0℃～42.0℃)礦泉浴后有提高肝血循環、改善微循環、提高心功能的作用[1]。水溫越高，體溫、脈搏、呼吸增加越多，并有降低血壓的作用。采用速度與強度適當的游泳是一種優良的有氧鍛煉方式，可提高最大心輸出量、心率、每搏輸出量等心功能指標，也可以通過周圍機制起作用，提高內皮舒張能力、增加細胞氧化酶活性、激活神經內分泌功能、加強骨骼肌的功能[5]。

HRV即心率快慢的差異性，是指每個心動周期的細微時間變化，其發生的機制是自主神經對心率的調節作用，因此可作為觀察鍛煉前后自主神經調節功能改變的指標[6]。HRV中的HF是受心迷走神經調制的影響，LF成分受迷走與心交感神經共同調制的影響，在正常情況下，交感與迷走神經處于相對穩定的狀態，LF/HF比值較小[7-8]。本實驗中，礦泉浴組鍛煉后LF/HF顯著降低，說明心血管系統發揮了調節作用，并在一定的時期內可以維持由于調節所引起的變化，與鍛煉前相比，礦泉游泳組與礦泉浴組兩種體位下HF有增加的趨勢，LF有降低的趨勢，組間比較顯示，礦泉浴組平臥位HF、HFn較對照組顯著增加，提示兩種鍛煉均有可能增強迷走神經張力，礦泉浴組效果更為明顯。礦泉的溫熱作用與水中礦物質共同作用于人體，溫熱作用于機體后誘導一氧化氮合酶(NOS)生成，NOS可催化精氨酸生成NO，NO具有舒血管的作用[9]，溫泉中富含礦物質，對心血管調節能力有一定良性影響[10]，這兩種機制產生的復合效應可能更有效地增強心血管系統的調節能力。

反映對血壓波動調節的收縮壓變異性訓練后與訓練前無明顯差別，與對照組對比也無明顯差別，說明游泳與礦泉浴鍛煉以心臟調節為主。本研究評估了兩種鍛煉的單獨作用效果，復合作用效果和機理有待于進一步的研究。

[1]徐莉，王紹林，仝武軍.臨潼自然療養因子礦泉的臨床應用[J].中國療養醫學，2009，18(6)：530-534.

[2]王紹林，徐莉，李娜.臨潼礦泉對人體生理作用的系列研究——礦泉浴對正常人微循環、血流變及腦血流的影響[J].中國療養醫學，2008，17(7)：385-386.

[3]Boudreau M，Genovese J.Cardiac rehabilitation：a comprehensive program forthe management of heart failure[J].Prog Cardiovasc Nurs，2007，22(2)：88-92.

[4]崔繼秀，張元平，薛小平.臨潼療養地自然療養因子綜合分析與應用[J].中國療養醫學，2008，17(8)：451-453.

[5]Andersen K，Jonsdottir S，Sigurethsson AF，et al.The effect of physical training in chronic heart failure[J].Laeknabladid，2006，92(11)：757-764.

[6]Zhang Li-fan.Heart rate and blood pressure variability：analytical methods，physiological significance，and its applications [J].Evolv Physiol，1996，27(4)：295-300.

[7]Zhu Chao，Sun Xiqing，Yao Yongjie，et al.Effects of intermittent short-arm centrifuge training with exercise on cardiovascularautonomicregulationfunction[J].SpaceMedicine &Medical Engineering，2009，22(3)：162-168.

[8]Frank A，Belokopytov M，Moran D，et al.Changes in heart rate variability following acclimation to heat[J].J Basic Clin Physiol Pharmacol，2001，12(1)：19-32.

[9]Payne JA，Reckelhoff JF，Khalil RA.Role of oxidative stress in age-related reduction of NO-cGMP-mediated vascular relaxation in SHR[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol，2003，285(3)：542-551.

[10]王紹林，鄭多輝，吳鴻莉，等.臨潼礦泉對人體作用的系列研究——礦泉浴對人體體溫、脈搏、呼吸、血壓的影響[J].中國療養醫學，2005，14(2)：89-91.

ObjectiveTo assess the comprehensive effects of natural convalescent factors on autonomic nerve regulation by observation of the changes of HRV(heart rate variability)and BPV(blood pressure variability).Methods15 health male pilots enrolled as subjects during recuperation were randomly divided into control group，spring bath group and mineral spring swimming group.HRV and BPV were analyzed before and after training.ResultsHRV analysis showed that LF/HF of the spring bath group after training was significantly lower than that before training.LF and LFn of the spring bath group and mineral spring swimming group showed a tendency to decrease in both supine and upright，while HF and HFn a tendency to increase.There was no significant difference of these indices of the control group.Compared with the control group，HF and HFn increased significantly and LF/HF decreased significantly of the spring bath group after training in supine.There was no significant difference of indices of BPV before and after training.There were also no significant differences among groups.Conclusion Both spring bath and spring swimming can increase the level of cardiac vagal activity.The effect of the spring swimming group is better.

Spring bath；Swimming；Heart rate variability；Blood pressure variability

1005-619X(2010)04-0289-03

2009-12-18)