高住高練低訓對心臟收縮時間間期及踝臂指數的影響

李廣周

（重慶三峽學院體育與健康學院，重慶萬州 404100）

高住高練低訓（HiHiLo）是一種模擬低氧訓練法，即讓受訓人員每晚在人工低氧環境中居住，白天正常訓練，定期輔以低氧訓練[1].心臟收縮時間間期（Systolic Time Tnterval，STI）目前已成為評價心臟功能的重要指標系統，具有簡便、準確和重復性好的特點，是心臟功能定量的非損傷性檢查指標之一[2].踝臂指數（Ankle Brachial Index，ABI）是用以評價下肢動脈有無狹窄，能反映下肢動脈粥樣硬化狹窄、阻塞程度的一項重要指標.通過計算足背動脈或脛后動脈的收縮壓和肱動脈收縮壓的比值來診斷疾病，尤其是對下肢動脈疾病敏感，其特異性接近100%，與有創動脈造影檢查結果極一致[3].ABl測量是篩查下肢外周動脈病的一種準確、無創的手段，其應用價值在國外已得到廣泛認可[4-5].本研究旨在通過受試者STI和ABl的變化，探討HiHiLo訓練對心血管功能的影響.

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本文研究對象為有良好運動經歷的在校男大學生48人.專項分別為足球、游泳、長跑運動員，其中二級運動員47人，一級運動員1人；年齡20.63 ± 0.74，身高178.25 ± 4.33，體重69.50 ± 6.44；無家族遺傳病史及心血管系統疾病.

1.2 研究方法

1.2.1 低氧室

低氧室2間（每間住4人）和1間監測室，制造低氧室的原理是利用氮氣膜分離器降低空氣中O2含量，而氣壓保持常壓.每天下午5點啟動低氧發生儀，晚上8點時前低氧室內O2濃度下降至14.5%（相當于海拔高度約3 000 m）.受試者在9點之前入住，整個夜間低氧室內O2濃度保持在14.5%左右，溫度23±13 ℃，濕度63 ± 5%.第二天早上7點之后受試者才能離開低氧室，以保證低氧暴露不少于10小時.然后開門開窗，必要時可打開換氣扇，保持空氣流通.

1.2.2 測試儀器

美國產Monark功率自行車和低氧發生儀、天津產氣體自動檢測儀、日本科林公司產PWV/ABI測定儀、芬蘭產心率遙測儀，以及節拍器、秒表、體重身高計等設備.

1.2.3 HiHiLo訓練方案

本實驗為期4周，訓練模式為“常氧正常訓練+低氧睡眠+定期低氧訓練”.受試者白天在常氧環境中正常訓練；晚上在低氧室內居?。?1：00～次日晨7：00），保證10小時；每周進行3次低氧訓練，訓練在低氧室內進行，訓練方式為蹬功率自行車30 min（60 rpm/min），運動強度以個體75% V02max為基礎，運動過程中調整功率自行車負荷，讓受試者的SpO2保持在87%～93%之間.

1.2.4 測試流程

測試人員和測試所用設備儀器相同，測試條件和環境相似.測試時間安排在 HiHiLo訓練前、HiHiLo訓練2周后和4周后進行，共3次.讓受試者仰臥于測試床上，聯接心電圖導聯和固定好四肢的壓力感應帶.安靜休息5分鐘后，開始測試，采集相關數據后，并打印出PWV/ABI報告單.

1.3 數據處理

對所獲得數據借助計算機用 SPSS13.0 for windows統計分析，采用方差分析、t檢驗.測量結果用均值±標準差表示，P < 0.05表示差異顯著，P <0.01表示差異極顯著.

2 結果與分析

2.1 HiHiLo對受試者HR和STI的影響

受試者經 HiHiLo訓練后，在安靜狀態下心率（HR）有所下降，心動周期（R-R）有所延長，但與HiHiLo訓練前比較，無顯著性差異；PEP、LVET隨 HiHiLo訓練時間延長而逐漸延長，二者在HiHiLo訓練4周后與HiHiLo訓練前比較均有顯著差異性（P < 0.05）；PEP/LVET、ICT、ICT/LVET隨 HiHiLo訓練時間延長而逐漸縮短，其中PEP/LVET、ICT/LVET在 HiHiLo訓練 4周后與HiHiLo訓練前比較均有顯著差異性（P < 0.05），而ICT在HiHiLo訓練4周后與HiHiLo訓練前比較則不具有顯著性差異（0.05< P<0.1）.具體變化值見表1.

表1 HiHiLo對受試者HR和STI的影響

*表示與HiHiLo前比較，有顯著差異，P＜0.05.

2.2 HiHiLo前、中、后踝臂指數(ABI)的變化

經過 HiHiLo訓練后，受試者收縮壓的變化，見表2.據受試者左右兩側收縮壓值，計算出其左右兩側ABI值的變化，詳見表3.HiHiLo訓練2周后與HiHiLo前比較，LABI（P=0.007，<0.05），RABI（p=0.020，<0.05）；HiHiLo訓練4周后與HiHiLo前比較，LABI（P=0.012，<0.05），RABI（p=0.015，<0.05）；HiHiLo訓練4周后HiHiLo訓練2周后比較，LABI（P=0.339，>0.05），RABI（p=0.183，>0.05）.其變化趨勢見圖1.

表2 HiHiLo對受試者SBP的影響

表3 HiHiLo對受試者ABI的影響

圖1 HiHiLo對受試者左右兩側ABI變化趨勢圖

3 討 論

3.1 心率（HR）和心動周期（R-R）

心率和心動周期評價心血管系統機能具有重要意義，它們常用來反映運動強度，用于運動員的自我監督或醫務監督，安靜時心率有明顯的個體差異，訓練后，運動員的安靜心率下降，說明運動員的心功能增強[6]23-24.從表2可看出，經HiHiLo訓練后，心率下降，心動周期延長，該結果提示HiHiLo訓練后受試者心功能得到改善.其機理可能是在神經體液調節下和血流動力學超負荷運動作用下，尤其是在心臟自身的自分泌、旁分泌及胞內分泌機制調控下的相關功能及代謝，甚至是結構等方面發生了適應性的改變[7]331-359.

3.2 射血前期（PEP）、左室射血時間（LVET）及射血指數（PEP/LVET）

PEP表示心室除極化開始到心室開始射血的時間間隔，是反映心室除極化過程的快慢，心肌的收縮能力及其收縮時前后負荷的大小.從表3可看出，經HiHiLo訓練后，受試者PEP延長，說明心肌收縮力增強，心肌收縮速度加快.正常情況下心肌去極化速度和心室的收縮時前后負荷的大小不會有變化，受試者PEP延長，最大可能是與心臟交感神經張力下降，迷走神經張力增強，正性應變力效應減弱等有關.表明 HiHiLo訓練后，受試者的心肌收縮潛力得到了改善，心臟工作效率得到了提高[8].

LEVT是主動脈瓣開放到關閉的時間間隔，即左心室收縮將血液射入主動脈的時間，其大小受多種因素的影響，如心肌收縮力量、速率和心肌纖維初長度.在一定負荷強度范圍內，LEVT與每搏輸出量（SV）呈正相關，與心率成負相關.也就是說LEVT越長，心肌纖維縮短程度越大，每搏輸出量越多，心功能也就越好[8].

PEP和LVET均受心率的影響，并均與心率呈負相關性，為了排除心率的影響，可用 PEP/LVET比值作為反映心臟收縮能力的指標.該比值與每搏輸出量（SV）、射血分數（EF）、心輸出量（CO）均呈現高度負相關，是評價左心室功能最敏感的指標之一.在一定運動負荷范圍內，此值越小則說明心功能越好[11].受試者經HiHiLo訓練后LEVT延長，PEP/LVET變小，表明受試者心功能得到增強.

3.3 等容收縮期（ICT）及等容收縮期與左室射血時間比值（ICT/LVET）

從房室瓣關閉到主動脈瓣打開之前的時間間隔稱為等容收縮期（ICT），其時間的長短取決于心室肌收縮力量、受前負荷影響的收縮速率以及受后負荷影響的心室射血所需的最大壓力.ICT/LVET是等容收縮時間與左室射血時間的比值，是反映心室收縮的重要指標[9].根據Frank—Starlng機理，心臟收縮幅度越大，力量越大，心臟泵血能力越強，同時心臟舒張也越充分，心室容積也越大，最終使左心室在同等條件下，射出更多的新鮮血液.

HiHiLo訓練后ICT有所縮短，但與HiHiLo前比較，無顯著性差異；ICT/LVET在HiHiLo訓練后變小，HiHiLo訓練4周后與HiHiLo前比較，有顯著性差異.該結果提示：經HiHiLo訓練后ICT相對性穩定，ICT/LVET縮短，在一定范圍內有使射血分數（EF）增加和每搏輸出量（SV）增大的作用，最終使心臟在安靜狀態下出現能量節省化.

3.4 臂踝指數（ABI）

ABI測量作為一種操作簡便、準確無創的臨床檢查手段，常用于篩查下肢及外周動脈的病變.它能檢測顱內動脈和冠狀動脈以外的其他動脈（下肢動脈、頸動脈、腎動脈等）的阻塞性疾病[4]；尤其是診斷下肢動脈疾病具有很高的敏感性、特異性和準確性，其判斷標準為：ABI ≤ 0.9表示動脈有阻塞的可能，0.9 < ABI < 1.3為正常，Abl < 1.3表示血管有鈣化疑似[3][10].

從表4可見，經HiHiLo訓練后，受試者左右兩側ABI在正常生理范圍內顯著升高，其中HiHiLo訓練2周后與HiHiLo前比較，P < 0.05；隨著訓練時間延長，ABI繼續升高，但升高幅度明顯下降，HiHiLo訓練4周后HiHiLo訓練2周后比較，P值均 > 0.05.該結果提示，經HiHiLo訓練后，受試者的動脈血管功能得到改善，彈性提高.

受試者在 HiHiLo訓練過程中，機體受到運動負荷和低氧睡眠的雙重刺激，心血管系統的功能，甚至結構很可能進行了重塑.在重塑過程中，如血管緊張素II、內皮素、甲狀腺素、兒茶酚胺、心鈉素、胰島素生長因子、降鈣素基因相關肽等，以及它們的相應受體，可能起到了重要調節作用.上述各調節因素經過一系列的信息傳遞過程（IP3、Ca2+），從而引起初始基因和刺激（Actin、MLC-2、心肌收縮蛋白MHC等）在轉錄水平的表達，最終致使心血管系統的結構和功能的產生重塑[7][11].研究還發現，機體在低氧環境刺激下，可誘發 iNOS基因mRNA的表達，從而使體內的NO生成釋放增多[12][13].NO是一種血管內皮衍生性因子，對血管舒張有著雙重的調節作用，生理范圍內的NO濃度可起到信使的作用，具有抑制血小板聚集，提高血管順應性的作用.可見，動脈血管的順應性/彈性的改善，很可能是大、小動脈血管在低氧和運動負荷的雙重刺激下，結構和功能均發生了變化的結果.

4 結 論

第一，經HiHiLo訓練后，受試者HR下降，R-R延長；PEP、LEVT延長，PEP/LVET比值變?。籌CT縮短，ICT/LVET比值變小.該結果表明，受試者心肌收縮力增加，心力儲備提高，心功能得到增強.

第二，經HiHiLo訓練后，受試者ABI在生理范圍內升高，提示 HiHiLo訓練可改善受試者的動脈血管功能，但同時也觀察到并不是 HiHiLo訓練時間越長越好.

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