高原健身運動對人體心臟功能的影響研究

蘇青青 青海省體育科學研究所 青海省高原體育科學研究重點實驗室 國家體育總局高原訓練研究重點實驗室

心臟作為人體血液循環系統的重要器官，對運動能力有重要作用。在高原低氧環境下，當海拔高度越高時對人體心臟功能的影響也越大[1-2]。本文針對世居高平原人群在高原健身并建立實驗進行研究，通過分析高原環境和高原運動對心臟功能產生的影響，為高原全民健身和高原旅游等提供科學的數據。

一、研究內容

（一）研究對象

選取世居高平原45～55 歲健康人群86 名。要求每周至少2 次，每次30min 的運動習慣。實驗組高原組（青海西寧）、平原組（陜西西安），對照組：平原組（陜西戶縣）。具體情況見表1：

表1 研究對象樣本量（人）

（二）測試方法

本研究使用美國產PHLIPS CX50 彩超診斷儀，監測心臟功能，以安靜平側臥位狀態下分別在適應期第1 天、實驗期第21 天、觀察期第14 天共進行3 次測試。

（三）實驗方案

實驗組：實驗時間為6 周，包括適應期1 周、實驗期3 周和觀察期2 周。適應期為平原組研究對象在平原、高原組研究對象在高原（海拔2260 米）分別集中并進行1 周的適應性訓練，同時監測相關指標。對照組為實驗期研究對象在平原集中3 周每天進行鍛煉，觀察期以個人生活和健身習慣為主持續觀察2 周。

二、結果與分析

（一）心率（HR）

基礎值與實驗末期值相比均表現了下降趨勢，其中平原男女組下降幅度最大為9.3%和5.29%，且男子組下降幅度顯著高于高原組和對照組（P＜0.01），女子組下降幅度顯著高于對照組（P＜0.05）。

（二）每搏量（SV）H 和心輸出量（CO）

基礎值與實驗末期值相比，在高原和平原訓練期間高原男女組SV、CO 有所增加，而平原和對照男女組SV、CO 均有下降，其中SV 高原組男女分別增加了5.79%和13%，平原組男女分別下降0.74%（P＜0.01）和4.06%（P＜0.05），差異顯著；CO 高原組男女分別增加了3.38%和7.54%，平原組男女分別下降了9.18%（P＜0.05）和11.56%（P＜0.01），對照組男女下降了5.83%和2.78%（P＜0.01），平原男子和女子組、女子對照組與高原組相比之下降幅度均差異顯著。

（三）射血分數（EF%）

在高原和平原訓練期間除對照女子組顯著增加外（P＜0.01），其余各組均表現了下降趨勢，且平原男女組下降幅度大于其他組，與高原男子組差異顯著（P＜0.05）。

（四）左室內徑縮短率（FS%）

在高原和平原訓練期間除對照女子組顯著增加外（P＜0.01），其余各組均表現出下降趨勢，且平原男子組下降幅度為9.24%，顯著高于高原組（P＜0.01）和平原組（P＜0.05）。

（五）左心房前后徑和右心室前后徑

在高原和平原訓練期間左心房前后徑各組均無明顯變化，右心室前后徑平原組和高原組男女均表現升高趨勢，其中男子組升高幅度較大分別為14.33%和8.8%，而對照組男女均表現了下降趨勢，下降幅度分別為4.91%和10.61%，與高原男子組（P＜0.05）和平原、高原女子組（P＜0.01）差異顯著。

（六）左心室舒張末期內徑（LVIDd），左心室收末期內徑（LVIDs）

在高原和平原訓練期間在高原和平原訓練期間LVIDd 左心室舒末期內徑各組均無明顯變化。LVIDs 男子組均表現了增加趨勢，且平原組增加幅度較大為7.11%，顯著高于高原組（P＜0.05）；而女子組平原組和對照組下降，且對照組的下降幅度顯著大于其他2 組。

三、討論

（一）高原低氧環境復合健身運動對心功能的影響

心臟是身體重要的器官，容易因嚴重缺氧缺血造成心肌損傷。無論長期生活在高原，還是平原進入高原，受高原環境的影響使身體各個器官有不同程度的改變。研究發現，平原移居到高原后容易引發高原紅細胞增多癥，以低氧血癥和心肌受損為主。表明在長期慢性缺氧環境下導致血液高粘滯狀態影響心臟舒縮及射血功能，從而影響冠狀脈動系統對心肌灌注[3]。而關于高原或低氧環境下對心臟功能的影響方面，Rleves 等在模擬海拔8840m 研究時并沒有發現心泵功能受到損害，而Hartley 等研究發現在海拔3100m 心臟每搏心輸出量功能明顯降低[4]。有關高原訓練對運動員心臟功能研究結果認為，高原訓練初期，左心室功能會明顯下降。馬福海[5]研究發現平原運動員進入高原進行高原比賽，賽后與賽前相比，HR、SV、CO、SI 以及CI 等功能下降顯著，心臟功能明顯降低。李春伶等[6][7]對進藏士兵研究發現，其左室舒張末期容積、射血分數、左心室收縮功能等指標下降明顯。

但也有研究發現，高原訓練后對心臟功能沒有顯著性變化。李俊濤等[8]研究發現在4 周高住高練低訓后運動員心臟功能并沒有出現損傷或不適的情況。本研究結果顯示，中老年健康人群高原組男女心功能參數SV、CO 在健身運動結束后出現稍有增加，之后在觀察期階段有下降；平原組和對照組男女SV、CO 在健身運動結束后出現稍有下降，之后在實驗觀察期增加并略高于基礎值；而對照組女性EF、FS 在觀察末期均升高（P＜0.01），其他各組無明顯變化。一般認為，高原低氧環境對心臟造成的損失主要有低氧損傷心肌和低氧源性肺動脈痙攣，導致心臟結構和功能的改變。本研究過程中，高原健身運動過程中高平原人群的心臟功能沒有產生顯著的變化，表明本次研究過程中低氧環境下進行健身運動并沒有造成心臟功能的傷害。

（二）高原低氧環境復合健身運動對心臟結構的影響

以往研究發現，平原人群進入高原環境后，機體會產生一系列的適應性變化，如呼吸加深加快、心率加快等變化等。但在高原適應后對適應缺氧環境有積極效果，尤其當心功能在缺氧環境下獲得適應后不會因運動負荷的增大而進一步受到損傷。

本研究通過世居和久居或平原普通人群根據居住海拔不同進行鍛煉前、中、后對照分析，沒有明顯差異，這與以往資料有所不同，初步分析原因：可能與鍛煉時間過短造成心功能參數、心臟結構的改變無明顯差異。一般認為，健康人群在低氧環境下暴露18 小時候，會引起心臟左室充盈壓和等容舒張時間的明顯改變，但心臟收縮功能并沒有發生改變。說明低氧能引起輕度舒張功能不全。用多普勒超聲技術觀察到低氧暴露后心臟左室舒張功能降低，左心室的高能磷酸代謝水平快速下降，心臟收縮和舒張均為高耗能過程，且心臟對缺氧十分敏感，表現出舒張功能紊亂。這與本研究結論不符，可能需要大樣本有待進一步研究與驗證。

四、結語

本研究通過世居和久居或平原普通人群根據居住海拔不同進行鍛煉前、中、后對照分析，心功能參數、心臟結構的改變均無明顯差異，可能與高原健身鍛煉時間過短，訓練負荷較小等有關。也說明，通過高原習服后在缺氧環境下短時間適當有氧鍛煉不會造成心臟功能的損傷。