1、有氧运动对中国人和美国白人心血管系统与自主神经功能的影响【摘要】：随着人们生活方式和饮食结构的改变,心血管疾病(CVD)的发病率正在逐年上升。目前 CVD 死亡率占到全球死亡率的 1/3,远远超过其他疾病引发的死亡人数,占据全球死因第一位,CVD 的发病率和死亡率的不断提高,大幅增加了全球医疗资源的耗费和财政支出。目前 CVD 已经成为全球性的对人类健康最具威胁的重大公共卫生问题。由于不同的种族在体质、生活方式以及饮食文化等方面的差异,CVD 发病率和死亡率在各种族之间也存在差异。目前一致认为非洲裔黑人的 CVD 发病率最高 ,但是对美国白人 (高加索)和中国人对比研究的结果却不尽相同。目前普
2、遍认为,高血压、大动脉的收缩舒张功能障碍、心脏收缩舒张功能的减退和自主神经调节功能的降低是引发 CVD 的独立危险因素。研究目的：本研究通过分析有氧运动对中国人和美国白人的血流动力学、动脉的收缩舒张功能、心脏形态学、心脏的舒缩功能以及心率变异性和动脉压力感受器敏感性等指标的影响,研究有氧运动对中国人和美国白人心血管系统与自主神经功能的影响。研究方法：62 名(32 名中国人,30 名美国白人,其中男、女各半) 年龄在 18-40 岁的受试者通过招募自愿参加本次研究。所有受试者均没有高血压、肥胖和其他心血管以及代谢疾病,并且没有吸烟史。在第一次测试中,运用 K4b2 心肺功能测定仪(Quark
3、b2;Cosmed, Italy)和跑台 reeMotion;Fitness Blowout,USA),依据 Bruce 跑台模式,对受试者进行最大摄氧能力的测试(VO2max)。本次测试,主要获取受试者VO2peak、 HRmax、R 等指标。第一次测试结束后 48 小时-1 周内进行第二次测试。在第二次测试中,首先测试受试者基础状态的指标：(1)利用自动血压测量仪(HEM-907XL；Omron, Japan)和脉搏波分析仪(Sphygmocor Px;Atcor Medical, Australia)测试受试者血流动力学和中心动脉功能指标以及安静状态心率；(2)利用彩色多普勒超声波(Pr
4、oSound SSD-10; Aloka, Japan)测试受试者颈动脉和股动脉动脉功能以及心脏形态学和功能指标；(3)利用逐级心跳检测仪(Finometer;FMS,Netherlands)测试受试者动脉压力感受器敏感性指标；(4)利用多导电生理记录仪(Biopac MP100; BioPac systems Inc, US)测试受试者心率变异性指标。在基础状态指标测试结束后,受试者进行45 分钟 70%心率储备目标心率=(最大心率 -安静心率)70%+安静心率的有氧运动,运动结束后 30 分钟和 60 分钟分别进行与基础状态相同指标的测试。在数据分析时,用独立样本 t 检验比较 2 个不同
5、群体间的基础状态指标;用 23repeatedmeasures ANOVA(2 个种族3 个时间点)方法分析两个群体在运动前、运动后 30 分钟和运动后 60 分钟各指标间的差异,并用 Turkey 法检验组间差异。结果：(1)对血流动力学评价指标的影响：45 分钟 70%心率储备的一次急性有氧运动对中国人和美国白人血流动力学指标的影响存在显著性差异(p0.05), 可以降低中国人肱动脉 SBP(从 10911mmHg 到10810mmHg 到 1069mmHg)和美国白人(从 1219mmHg 到11711mmHg 到 11411mmHg)肱动脉 SBP;可以降低美国白人的肱动脉 DBP(从
6、 656mmHg 到 655mmHg 到 645mmHg)和 MBP(从826mmHg 到 836mmHg 到 816mmHg)；相反 ,增加中国人的肱动脉 DBP(从 605mmHg 到 615mmHg 到 625mmHg)和 MBP(从756mmHg 到 776mmHg 到 775mmHg)；能够降低美国白人的颈动脉 SBP(从 11212mmHg 到 11416mmHg 到 10816mmHg),对中国人的颈动脉 SBP(从 10114mmHg 到 10415mmHg 到 10114mHg)影响不大。(2)对动脉功能评价指标的影响：在运动前、运动后 30 分钟和运动后 60 分钟,颈动脉
7、 Ep 在中国人(从 63.316.0 到 70.221.6 到68.418.6)和美国白人 (从 61.114.5 到 74.921.1 到 63.819.3)之间存在显著性差异(p0.05),运动后 60 分钟时,中国人 Ep 升高的程度大于美国白人；颈动脉僵硬系数(p)在中国人( 从 5.91.3 到 6.51.7 到6.51.6)和美国白人(从 5.21.2 到 6.41.4 到 5.61.3)之间存在显著性差异(p0.05) ；颈动脉 AC 在中国人(从 1.20.3 到 1.10.4 到 1.20.3)和美国白人(从 1.30.4 到 1.00.3 到 1.30.4)之间存在显著性
8、差异(p0.05),但均能恢复到运动前水平；股动脉 AC 在中国人(从 1.40.5到 1.40.6 到 1.30.6)和美国白人(从 1.30.5 到 1.20.4 到 1.40.6)之间也存在显著性差异(p0.05),中国人 AC 略有降低,而美国白人略有升高。(3)对心脏评价指标的影响：一次急性有氧运动可引起中国人LVIDd(从 47.65.9mm 到 47.65.4mm 到 46.85.2mm)和 EDV(从10832ml 到 10729ml 到 10429m1)的减小,LVIDs(从 29.64.0mm到 30.84.5mm 到 30.04.0mm)和 ESV(从 3512ml 到
9、3914ml 到3611ml)的增加,而只引起美国白人的 LVIDd(从 50.25.5mm 到48.04.7mm 到 49.34.7mm)和 EDV(从 12131ml 到 11027ml 到11627m1)的减小；学术检测,运动后 60 分钟美国白人的 Em(从19.94.5cm/s 到 17.83.6cm/s 到 18.63.9cm/s)下降的程度大于中国人(从 18.03.2cm/s 到 18.13.0cm/s 到 17.83.3cm/s),Am 表现为,中国人(从 8.52.3cm/s 到 9.62.3cm/s 到 9.82.4cm/s)增加的程度高于美国白人(从 8.22.1cm/
10、s 到 8.02.1cm/s 到 8.63.0cm/s)；PWD 技术检测,中国人 eV 降低的程度( 从 86.413.04cm/s 到 77.611.84cm/s 到76.712.14cm/s)大于美国白人(从 84.116.24cm/s 到 78.112.74cm/s到 79.513.04cm/s),中国人 aV 的变化幅度(从 45.811.04cm/s 到53.99.4cm/s 到 58.99.94cm/s)大于美国白人( 从 41.710.34cm/s 到45.813.44cm/s 到 46.311.14cm/s)。(4)对自主神经功能评价指标的影响：一次急性有氧运动能够引起运动后
11、 LF/HF 比值的增加,中国人的增加程度( 从 192194 到517528 到 296257)大于美国白人(从 192115 到 292226 到233168)；中国人 nHF 指标(从 0.430.2nu 到 0.260.16nu 到0.320.16nu)降低的幅度大于美国白人 (从 0.380.14nu 到 0.320.15nu到 0.360.16nu)；分析 nLF 发现,中国人升高的程度 (从 0.550.2nu到 0.720.18nu 到 0.650.17nu)大于美国白人(从 0.6nu0.15 到0.650.17nu 到 0.620.17nu)；时域指标 pNN50 在中国人
12、(从 2318.1%到2.34.2%到 12.317.8%)和美国白人(从 31.824.6%到 15.420.7%到21.321.7%)之间也存在显著性差异(p0.05)；分析 BRS 发现,中国人表现降低后略微升高(从 12.86.1ms/mmHg 到 10.715.61ms/mmHg到 10.85.9ms/mmHg)而美国白人表现持续升高(从14.291ms/mmHg 到 14.711.61ms/mmHg 到 15.89.91ms/mmHg)；BRS(up-up)在中国人(从 18.710.3ms/mmHg 到 11.38.2ms/mmHg 到15.711.1ms/mmHg)和美国白人(
13、从 20.214.7ms/mmHg 到2320ms/mmHg 到 19.513.3ms/mmHg)之间存在显著性差异(p0.05),中国人表现为先降低后升高,美国白人表现为先升高后降低。结论：(1)有氧运动对两个群体间血流动力学的影响表现为,有氧运动能够降低中国人和美国白人的肱动脉 SBP,而且降低美国白人肱动脉SBP 的效果优于中国人；有氧运动还可以降低美国白人的肱动脉DBP 和 MAP,而增加中国人的肱动脉 DBP 和 MAP；有氧运动能够降低美国白人颈动脉 SBP,对中国人颈动脉 SBP 影响不大。结果提示,急性有氧运动在降低血压和心脏负荷方面,美国白人的效果优于中国人。(2)有氧运动对
14、两个群体间动脉功能的影响表现为,有氧运动可以提高美国白人颈动脉 AC、Ep、p,降低中国人颈动脉 AC 和提高中国人颈动脉 Ep、p,在对颈动脉 AC、Ep 和 p 指标的影响程度上美国白人均高于中国人；可以提高美国白人股动脉 AC 并降低中国人的股动脉 AC,对股动脉其他指标(股动脉 Ep、)的影响,在两个群体间没有明显差异。研究结果提示,急性有氧运动可能通过提高美国白人动脉的顺应性和弹性而改善血管功能；可能会降低中国人动脉的顺应性和弹性功能。(3)有氧运动对两个群体间心脏的影响表现为,有氧运动通过降低LVIDd 口 EDV,增加 LVIDs 和 ESV 的共同作用引起中国人的 SV 的降低
15、,而主要通过降低 LVIDd 和 EDV 引起美国白人的 SV 的降低；运动后中国人 CO 增加的程度高于美国白人,CO 的增加主要由于 HR的增加引起。结果提示,急性有氧运动可以引起每分输出量增加,中国人的增加程度高于美国白人,其增加是由心率的增加引起的；也可以引起每博输出量的减少,其原因可能是中国人因为左心室收缩不完全,美国白人因为左心室舒张不全。有氧运动可以引起左心房收缩代偿性增加,中国人增加的程度高于美国白人；可以引起左心室舒张功能的减退,主要表现为左心室的主动松弛功能和左心室快速充盈功能的减退,而且中国人降低的程度大于美国白人。结果提示,急性有氧运动能够降低心脏舒张功能,而且中国人的
16、心脏应激变化大于美国白人。(4)有氧运动对两个群体间自主神经调节功能的影响表现为,有氧运动能够增强自主神经的调节功能,其功能的增强主要表现为交感神经兴奋性的增强和副交感神经兴奋性的降低。中国人交感神经兴奋性增强的程度和副交感神经兴奋性降低的程度均大于美国白人。结果提示,急性有氧运动可以增强自主神经的调节功能,中国人自主神经调节的应激变化大于美国白人。【关键词】：有氧运动 中国人 美国白人 种族 心血管 自主神经 差异 【学位授予单位】：华东师范大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2012【分类号】：G804.7【目录】：论文摘要 6-10ABSTRACT10-16 第一部分 研究总体设计
17、16-22 (一) 选题依据 16-18 (二) 研究内容 18-19 (三) 研究线路 19-22 第二部分 文献综述 22-45 (一) 有氧运动对血流动力学的影响 22-26 1. 肱动脉 BP 的评价 22-23 2. 中心 BP 的评价 23-24 3. 有氧运动对 BP 的影响 24-26 (二) 有氧运动对动脉的影响 26-33 1. 有氧运动对动脉血管壁的影响 26-27 2. 有氧运动对动脉弹性功能的影响 27-30 2.1 内皮功能的评价 27-30 2.2 动脉僵硬度和顺应性的评价 30 3. 脉搏波传导速度的评价 30-32 4. 反射波增强指数的评价 32-33(三
18、) 有氧运动对心脏的影响 33-38 1. 心脏形态学指标的评价33-34 2. 心脏功能指标的评价 34-37 2.1 心肌收缩功能的评价 34-35 2.2 心肌舒张功能的评价 35-37 3. 有氧运动的影响 37-38 (四) 有氧运动对自主神经系统调节功能的影响 38-451. 对心率变异性的评价 39-42 2. 对动脉压力感受器敏感性的评价 42-45 第三部分 实验研究 45-95(一) 有氧运动对血流动力学的影响 45-54 1. 实验对象与方法 45-49 1.1 实验对象 45 1.2 实验方法 45-48 1.3 主要实验仪器 481.4 统计分析 48-49 2. 实
19、验结果 49-52 2.1 受试者基础指标的比较 49 2.2 有氧运动对血流动力学指标的影响 49-52 3. 讨论 52-54 4. 结论 54 (二) 有氧运动对动脉功能的影响 54-64 1. 实验对象与方法 55-58 1.1 实验对象 55 1.2 实验方法 55-57 1.3 主要实验仪器 571.4 统计分析 57-58 2. 实验结果 58-61 3. 讨论61-64 4. 结论 64 (三) 有氧运动对心脏的影响 64-83 1. 实验对象与方法 65-69 1.1 实验对象 65 1.2 实验方法65-68 1.3 主要实验仪器 68 1.4 统计分析 68-692. 实
20、验结果 69-75 2.1 有氧运动对心脏形态学指标的影响 69-72 2.2 有氧运动对左心室壁运动指标的影响 72-742.3 有氧运动对二尖瓣口血流频谱指标的影响 74-75 3. 讨论 75-83 3.1 有氧运动对心脏形态学的影响 76-783.2 有氧运动对左心室壁运动的影响 78-80 3.3 有氧运动对二尖瓣口血流的影响 80-83 4. 结论 83 (四) 有氧运动对自主神经功能的影响 83-93 1. 实验对象与方法 84-861.1 实验对象 84 1.2 实验方法 84-85 1.3 主要实验仪器 85 1.4 统计分析 85-86 2. 实验结果 86-902.1 对心率变异性的影响 86-88 2.2 对动脉压力感受器敏感性的影响 88-90 3. 讨论 90-93 3.1 有氧运动对 HRV的影响 90-91 3.2 有氧运动对 BRS 的影响 91-93 4. 结论93 (五 ) 小结 93-95 第四部分 研究总结 95-98 1. 主要结果与结论95-96 2. 主要创新之处 96-97 3. 主要缺陷与不足 97-98 缩略词表98-101 附录 101-111 参考文献 111-127 后记 127
