基于心率變異性監測中醫刮痧抗運動性疲勞的效果

王興澤，于 杰，陳佩杰

（1.湖州師范學院 體育學院，浙江湖州 313000；2.國家體育總局 舉摔柔運動管理中心，北京100763；3.上海體育學院 運動科學學院，上海 200438）

訓練實踐中計劃的有效實施和機體對負荷的良好適應是運動員競技成績提高的重要前提。在訓練過程中，實施負荷刺激能促使運動員個體發生適應性變化，產生自組織現象，并導致機體產生器質性變化。訓練刺激可導致運動性疲勞并通過恢復調整使競技水平提升，這是人體適應訓練的基本規律。在競技訓練過程中，對運動員實施機能監測是非常關鍵的環節，而在運動表現方面，運動訓練從產生疲勞到過度訓練的過程歷經4個階段：對運動表現無影響、可能對運動表現無影響、運動表現可能下降、運動表現下降［1］。人體生理、生化、心理等方面的發展表現為：首先改變神經元功能和運動單位募集；其次減少運動協調、改變興奮收縮偶聯、減少肌肉和肝糖原、減緩心率和血壓增加、改變免疫功能和交感神經活動、出現情緒不安；最后出現力量下降、糖酵解能力降低、疾病和感染發生、激素水平改變、情感和睡眠不佳等現象。

中醫刮痧療法是極具中醫臨床特色的外治法之一，其施術于皮膚，作用于經絡穴位，通過對穴位穴區經絡進行不同刺激（不同的刮拭力度和面積）激發體內自愈功能，調節人體功能狀態。現代醫學研究［2］認為，中醫刮痧療法是一種通過刺激皮膚、肌肉、經脈穴位調整全身循環血量、拉大細胞間距、產生毛細血管壁內外壓力差，從而提高人體免疫水平、修復再生能力與整合能力的傳統保健和治療手段。中醫刮痧療法干預的優勢病種包括運動性疲勞，具有明顯治療效果的癥狀是骨關節、肌肉勞損及神經性功能障礙［3-4］。國內外臨床研究表明，刮痧具有減少疼痛［5］、提高皮膚溫度［6］和血液流速［7］、調節神經系統平衡［8］與提高競技能力［9］等功效。基礎研究結果顯示，刮痧可以提高血紅素加氧酶、神經元型一氧化氮合酶、組胺水平［10-11］及成纖維細胞的活化程度［12］。以上研究結果說明中醫刮痧療法可緩解運動性疲勞。中醫針灸被列入人類非物質文化遺產，刮痧器具的國際化（國際標準化組織ISO 20308）和刮痧操作規范（國家標準GB/T 21709.22）的頒布實施，推動了中醫刮痧療法的國際化進程［13-14］。

心率變異性（heart rate variability，HRV）是體現自主神經功能變化的無創指標之一。自主神經系統興奮性與個體對體育鍛煉負荷的適應程度高度相關。人體通過交感神經和副交感神經2種成分的協調與對抗維持體內各臟器的功能，從而實現對生理功能和環境應激反應的精細調節。HRV反映了自主神經張力的變異程度，變異程度越大說明自主神經系統對外部環境變化的敏感性越高，對心血管的調控能力越強。自主神經系統興奮性與運動適應的相關性成為運動處方開設、競技訓練計劃安排、功能評價的科學依據［15-16］。本文通過測量國家男子舉重隊運動員的HRV，判斷其正常訓練后的疲勞狀態，探索中醫刮痧療法在競技體育領域的應用價值。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為國家男子舉重隊運動員，經過干預前1周進行的主觀疲勞評定（rating perceived exertion，RPE）［17］和生化指標（睪酮、肌酸激酶、血尿素氮、皮質醇）［18］評定，確定冬訓期間（試驗期間）處于運動性疲勞狀態者共26人。導致運動性疲勞的競技舉重訓練計劃由教練員執行，在干預過程中每2周進行1次RPE和生化指標檢測。經調查，試驗期間所有研究對象均無直接損傷，也無因舊傷導致的影響正常訓練的情況，均經過動作篩查測試和等速平衡測試后達到正常訓練標準［19］。依據競技訓練水平、體質量級別和調查對象數量，將26人分為刮痧組和對照組，每組13人。刮痧組：國際級運動健將3名、運動健將7名、國家一級運動員3名；年齡為18.0～28.5歲，平均年齡為（25.6±1.1）歲；體質量為60～95 kg，平均體質量為（84.47±2.55）kg；體質量指數（body mass index，BMI）為21～24 kg/m2，平均BMI為（22.12±2.73）kg/m2；訓練年限為6.0～13.5 a，平均訓練年限為（8.22±1.11）a。對照組：國際級運動健將3名、運動健將7名、國家一級運動員3名；年齡為17～29歲，平均年齡為（24.2±1.5）歲；體質量為58～92 kg，平均體質量為（84.47±2.55）kg；BMI為21.2～24.6 kg/m2，平 均BMI為（23.27±2.41）kg/m2；訓練年限為6.5～13 a，平均訓練年限為（9.43±1.52）a。所有研究對象被告知刮痧干預治療的研究目的、風險、益處、隱私保護、報酬等，并按照要求填寫告知同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗設計

為了探索中醫刮痧干預競技舉重訓練疲勞恢復的效果，本文測試HRV變化情況以監測運動員自主神經功能狀態的變化，評價自主神經系統興奮性與運動員對訓練負荷適應程度的相關性。自變量為12周（每周2次，共24次）中醫刮痧干預治療，因變量為競技舉重訓練中的成績、HRV時域和頻域主要指標、匹茲堡睡眠質量指數（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）。嚴格控制無關變量，保證相同的訓練環境、訓練任務、休息時間和營養配備。試驗時間為2017年11月至2018年2月（冬訓轉訓期間），地點在海南省五指山市舉重訓練基地康復實驗室，試驗流程如圖1所示。刮痧組接受常規放松訓練的同時，每星期二、星期四上午各接受1次專業中醫刮痧干預治療，共進行12周；對照組僅接受常規放松訓練。

圖1 試驗測試項目流程Figure 1 Flow chart of measure

1.2.2 刮痧干預

由2名具有一級以上保健刮痧師資格的工作人員進行中醫刮痧干預治療，刮痧部位為頭、頸、背、腰、四肢，每個部位按照“點、線、面、位”刮痧原則刮20次（前7次相對輕刮，中間7次相對重刮，最后6次相對輕刮）。主要刮拭肌肉附著點、沿經絡循行和動脈血流方向、疼痛表面和神經支配區感傳方向、支配內臟神經對應的背部脊椎兩側部位［20］，根據競技舉重訓練中運動員的體型特征和中醫刮痧療法的特點，并在征求國內刮痧權威專家（楊金生、王瑩瑩等）的意見后，重點刮拭部位為脾俞、章門、血海、陰陵泉、三陰交等穴位［14，21］。痧象為潮紅或紫紅斑狀；被刮對象感覺有一點疼痛，但完全可以耐受。刮痧時間為每星期二和星期四8：30—11：30。刮痧干預手法選取補法、平補平瀉，刮拭力度≤4.9 N［9］。刮痧干預的環境按照國際刮痧標準執行［13-14］，必須保持封閉不通風以免影響干預效果［21-23］。

1.2.3 測試指標

在試驗過程中，測試競技舉重訓練項目（抓舉、挺舉）的成績、HRV時域和頻域主要指標［24］、PSQI。在試驗前后1周內測試抓舉和挺舉成績的最大值，即在訓練周的星期三和星期五下午正常訓練時進行抓舉和挺舉測試。正式訓練過程中，由輕到重、逐步過渡到最大1次重復次數的抓舉、挺舉過程，獲得競技舉重成績。

采用奧地利SCHUHFRIEDF公司生產的生物反饋系統4.2及2000型軟件進行HRV測試。取樣時間為5 min，頻率為100 Hz，測試和數據收集過程嚴格按照HRV的測試標準進行，即先休息10 min后再進入康復室進行測試。被測試者要求正常平靜呼吸，測試環境溫度設定為25～27℃，濕度為50%～60%。HRV時域指標中全部正常RR間期的標準差（standard deviation of normal-to-normal intervals，SDNN）、相鄰RR間期差值的均方根（root mean square of successive differences，RMSSD）、相鄰RR間期差值大于50 ms的心搏次數占總心搏次數的百分比（more than 50 ms by the total number of normal-to-normal intervals，pNN50）3個指標主要反映抗疲勞癥狀。采用統計方法定量分析心動周期的變化特征以反映HRV時域指標。SDNN的生理意義主要體現心率變異的總和，SDNN變大被認為是人體的調節功能提高。通過計算相鄰心動周期的變化反映HRV的快速變化能力，RMSSD增大說明人體的調節能力提高，變化越大調節能力越強，同時也反映了迷走神經功能的加強。pNN50反映了人體心動周期隨心臟搏動的變化情況，它是HRV的快速變化成分，pNN50增大說明心動周期隨心臟搏動快速變化的能力增強，同樣也反映迷走神經的調節功能提高。HRV是監測疲勞恢復的指標，HRV變化越大說明運動員體能恢復越好［15-16］。運用傅里葉變換和自回歸模型反映HRV頻域指標。將隨時間變化的心率波動曲線分解成不同頻率、不同振幅正弦曲線之和的頻譜（功率譜）［15］。HRV頻域指標主要通過高頻率（high frequency，HF）、低頻率（low frequency，LF）、低頻率與高頻率比值（LF/HF比值）3個指標體現。

本文采用PSQI主觀評定睡眠質量，該量表包括睡眠質量、入睡時間、睡眠時間、睡眠效率、睡眠障礙、催眠藥物、日間功能障礙7個維度。采用4級計分法，每個維度得分為0～3分，量表總分為0～21分，總分越高說明睡眠質量越差［25-26］。

1.3 統計學方法

應用SPSS 21.0軟件進行統計分析。數據以平均數±標準差形式表示，組內試驗前后數據的比較采用配對樣本t檢驗，組間的比較采用獨立樣本t檢驗。刮痧組運動員PSQI與RMSSD的相關關系采用Pearson相關性檢驗進行分析。以P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異非常顯著。

2 結果與分析

2.1 研究結果

2.1.1 中醫刮痧干預對正常舉重訓練成績的影響

分析中醫刮痧抗運動性疲勞的競技訓練效果（圖2），結果顯示，刮痧組運動員的競技舉重專項抓舉和挺舉成績均較試驗前明顯提高，抓舉成績從（116.39±7.53）kg提高到（121.77±5.18）kg（t=-5.51，P<0.05），挺舉成績從（137.82±8.13）kg提高到（143.69±7.81）kg（t=-7.39，P＜0.05），差異均有統計學意義。對照組運動員的競技成績也有所提高，抓舉成績從（118.46±6.51）kg提 高 到（119.46±5.22）kg（P＞0.05），挺 舉 成 績 從（138.62±8.45）kg提高到（140.08±6.93）kg（P＞0.05），但差異均無統計學意義。2組間比較結果顯示，刮痧組運動員的抓舉和挺舉成績增加值分別為（5.37±0.80）kg和（5.87±1.04）kg，均大于對照組的（1.00±0.31）kg（t=4.16，P<0.05）和（1.46±0.42）kg（t=4.34，P＜0.05），差異均有統計學意義。

圖2 中醫刮痧干預前后2組國家男子舉重隊運動員的競技成績比較Figure 2 Comparison of weightlifting results of male weightlifters before and after Gua Sha in both groups

2.1.2 中醫刮痧干預對HRV時域指標的影響

由表1可見，刮痧組運動員中醫刮痧干預后的SDNN、RMSSD和pNN50均較干預前顯著提高，差異均有統計學意義（P＜0.05）；對照組這3個指標雖有變化，但前后差異均不顯著（P＞0.05）。中醫刮痧干預后，刮痧組運動員的SDNN、RMSSD和pNN50變化值均高于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05）。

表1 中醫刮痧前后2組國家男子舉重隊運動員的HRV時域指標變化Table 1 Value change in time domain of HRV of male weightlifters before and after Gua Sha in both groups

2.1.3 中醫刮痧干預對HRV頻域指標的影響

由表2可見，刮痧組運動員的HRV頻域指標LF、HF值在刮痧干預前后的保持效果良好，并稍有下降，但差異均無顯著性（P＞0.05），這是刮痧抗疲勞的具體體現；而干預后刮痧組LF/HF值較干預前有顯著增加（P＜0.05）。對照組運動員由于競技舉重訓練導致的運動性疲勞刺激，訓練后LF值和LF/HF值均較訓練前提高，HF值較訓練前下降，差異均有統計學意義（P＜0.05）。2組間比較結果顯示，刮痧組運動員在刮痧干預后LF值下降值和LF/HF值的增高值均大于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05），說明中醫刮痧干預在抗運動性疲勞中對HRV頻域指標的影響顯著。

表2 中醫刮痧前后2組國家男子舉重隊運動員的HRV頻域指標變化Table 2 Value change in frequency domain of HRV of male weightlifters before and after Gua Sha in both groups

2.1.4 中醫刮痧干預對睡眠質量的影響及與HRV的關系

由表3可見，在刮痧干預后，刮痧組運動員的PSQI較中醫刮痧干預前顯著下降（P＜0.01），且顯著低于對照組干預后的評分（P＜0.01），說明刮痧干預對運動員的睡眠質量有顯著的提升效果。通過Pearson相關性分析發現，刮痧組運動員在刮痧干預前后的PSQI變化值（差值）與RMSSD變化值（差值）呈負相關（r=-0.781，P＜0.05）（圖3）。

圖3 PSQI變化值與RMSSD變化值的Pearson相關性分析Figure 3 Pearson correlation analysis between the change valuesof PSQIand RMSSD

表3 中醫刮痧前后2組國家男子舉重隊運動員的PSQITable 3 PSQIof male weightlifters before and after Gua Sha in both groups

2.2 結果分析

2.2.1 傳統中醫刮痧促進競技成績提升的作用

競技成績的變化主要由訓練負荷決定，而訓練負荷的調整取決于運動員疲勞恢復的效果。本文研究對象中，中醫刮痧干預促進了競技舉重（抓舉和挺舉）成績的提高，這種變化是在經過試驗設計控制無關變量后、在正常舉重訓練干預下添加干預的結果，即12周內常規疲勞狀態下堅持訓練能提高11 kg以上的舉重平均成績，說明傳統刮痧在抗運動性疲勞方面能起到明顯的效果。針對中醫刮痧的臨床生理學研究顯示，中醫刮痧可提高皮膚溫度［6］和血液流速［7］、調節神經系統平衡［8］，其機制是刮痧直接作用于皮膚，能調動人體1/3以上的循環血量，通過“擠、壓、推、拍、刮、點、按”等手段使細胞間距拉大形成了局部的透析功能，利用血管壁內外壓力差使血液毒素暫時滲透到管壁外，并經由人體自身溶血功能排出體外［27］。通過中醫刮痧干預可使運動訓練產生的疲勞在最短時間內消失，從而較快地進行新的訓練干預。舉重運動員從事專業訓練6 a以上，身體功能基本適應了舉重訓練項目的屬性，導致其在正常的游戲或其他項目的運動中出現競技能力的協調性、速度耐力與爆發力、絕對力量等體能素質的失衡。常規競技舉重訓練主要通過專業訓練項目（抓舉和挺舉）和專項輔助項目（高翻半挺、硬拉、前蹲、速拉、下蹲抓）等進行專項訓練，出現身體功能與機能的不平衡是正常現象，因為肌群之間功能的失衡是長年舉重訓練適應的結果［19］。然而，中醫刮痧干預提高了運動員的自我恢復能力，達到了自我調整的效果，改善了身體在常規訓練下的恢復效果和動作表現效果，即通過中醫刮痧干預提高了競技訓練效果。本文中刮痧組運動員在干預后抓舉和挺舉的競技成績總和提高了11 kg以上，而對照組成績提高不足3 kg，這一結果說明刮痧干預改善了運動員在疲勞運動訓練后的恢復效果，從而影響訓練負荷的調控，最終促進舉重競技能力的提高。

2.2.2 刮痧抗運動性疲勞的HRV分析

本文采用HRV的時域和頻域指標監控運動性疲勞現象。HRV時域和頻域指標在同一現象中雖然包括不同指標，但反映了相同的問題，即RMSSD對應的HF的變化體現心臟副交感神經傳出活動的節律變化，總體反映心率變異的快速變化。運動訓練刺激后，人體由于心臟適應而出現RMSSD或HF的變化，監測到的數據間接反映了心臟的功能變化。在本文中，在刮痧干預后，刮痧組運動員的時域指標RMSSD顯著（P<0.05）提高，而對照組變化不顯著。SDNN和pNN50分別代表心率變異的總體特征和心動周期隨著心搏的變異情況（HRV的快速變化成分），刮痧組運動員干預前后的SDNN和pNN50的變化差異也有顯著性（P<0.05）。這一結果說明，刮痧干預能提高機體的反應能力，即調節由于訓練失衡導致的疲勞，從而使運動員在抗運動性疲勞過程中比未進行刮痧干預的對照組恢復更快，在后期訓練中更能適應新的負荷干預而取得良好的競爭成績，這與競技舉重成績的變化基本相符。由于訓練刺激導致運動員機體發生適應性變化，基于人體復雜性理論、人體微觀復雜性體現機體多樣性，生命復雜系統會發生熵增現象，而訓練特異性促進自我機體自組織過程，同時在恢復過程中從外界補充適當的能量，這一過程體現了生命復雜系統熵減現象［28］。長時間（4個月以上）進行訓練，即由于特異性刺激和自組織進化而涌現出新的機體結構，外在表現為競技訓練成績提高，這也是人體整體功能變化的“刺激—適應—進化—涌現”（stimulationadaptation-evolution-emergence，SAEE）模 型 的 進 化過程［29］。

刮痧組運動員HRV頻域指標的HF值無顯著性下降，而對照組運動員由于訓練而發生顯著性下降（P<0.05）。刮痧組運動員的中醫刮痧干預有助于維持他們的機能變化，而對照組運動員的HF值由于訓練導致顯著下降，這屬于訓練引起的正常變化。刮痧組的LF值下降不顯著，而對照組的LF值顯著上升（P<0.05）且具有統計學意義。心臟交感神經與副交感神經傳出纖維通過壓力反射的耦合作用共同介導心率波動變化，LF值的提高體現了心臟交感神經傳出活動增強，機體恢復功能受限。因此，對照組LF值顯著上升說明常規訓練導致機體發生疲勞，這是訓練導致的正常反應，刮痧組的LF值變化不大主要是由于刮痧刺激促進副交感神經傳出活動增強，體現了刮痧干預的抗運動性疲勞效果。LF/HF值可衡量交感神經與副交感神經的變化，其比值增高說明交感神經的興奮性增強、副交感神經的興奮性減弱。刮痧組該比值降低反映了副交感神經活動增強，也體現了刮痧干預的抗運動性疲勞效果。以上結果表明，12周的刮痧干預調整了由于多年訓練導致的交感神經興奮性暫時增強這一現象，增加了副交感神經的活動，是一種抗運動性疲勞、調整機體平衡的良好措施。

2.2.3 刮痧提高睡眠質量且與HRV指標相關

表3數據說明，刮痧組運動員的睡眠質量明顯優于對照組，刮痧組PSQI變化值約是對照組的6倍，說明中醫刮痧在抗運動性疲勞過程中提高了睡眠質量，而睡眠質量提高使個體整體功能提升。人體通過宏觀行為（如睡眠）對微觀結構進行測度和干預，這屬于主動健康的醫學模式［30］。通過人體宏觀行為可以測度機體微觀上的活力狀態，如果宏觀行為對機體有正向效果，則微觀上的活力模式產生速度也會加快［31-32］，即人體宏觀信息熵升高，微觀結構進一步復雜化。在深度睡眠期間人體活力水平最高，其可以從微觀上評價機體活力狀態，體現了人體的自我修復能力。中醫刮痧提升了睡眠質量，是自我修復能力增加的主要原因。通過對PSQI變化值與RMSSD變化值進行Pearson相關性分析發現，睡眠質量的提高（PSQI下降）促進了心臟副交感神經興奮性的增強（RMSSD提高），間接證明了刮痧具有抗運動性疲勞的效果。在治療失眠過程中中醫極力推薦刮痧療法，并表現出很好的臨床效果［33-35］。現代醫學主要從自律神經失調與睡眠障礙的關系方面論證睡眠質量變化的神經機制［36］。

3 結論

在競技舉重訓練導致的運動性疲勞恢復中合理進行中醫刮痧干預治療，能提升運動員的恢復效果，體現為自主神經調節中副交感神經活動明顯增強。此外，中醫刮痧干預還可以提高運動員的睡眠質量，從而提升抗運動性疲勞效果。