心率变异性(HRV)是一种测量心率不规则的方法。假设心率为每分钟60次;人们可能会认为这意味着心脏每秒钟持续跳动一次,而实际上,每一次跳动的时间可能在1⁄2秒到2秒之间。心跳之间的时间,称为RR-interval,以心跳的r阶段命名,这是心跳中最容易区分的阶段。
在心电图上,一系列的心率可能看起来如下图所示。注意,第一个RR-interval (R1和R2之间)明显短于第二个RR-interval (R2到R3之间)。HRV是一系列RR- interval(通常为2 - 5分钟)中连续节拍长度差的函数。虽然有很多不同的公式用来计算HRV从rr -间隔,他们都有一个共同的基础。
虽然HRV表现为心率的功能,但它起源于神经系统;因此,HRV从包含的信息中提供了独特的信息静息心率.
人的自主神经系统控制着我们生理上的非自愿方面,通常被细分为两个分支:副交感神经(失活)和交感神经(激活)。副交感神经刺激反映了内部器官的输入,比如饭后消化的需要,并导致心率下降。交感神经的激活是对压力、运动和疾病的一种反应,并导致心率增加。
HRV产生于这两个相互竞争的分支之间的相互作用。从本质上讲,平衡神经系统,我们的心总是让“混合消息”——命令增加心率的交感神经系统和命令降低心率的副交感神经系统,这些混合消息导致的心率在不断波动。
HRV与全身健康呈正相关。如上所述,HRV产生于自主神经系统的两个分支之间的利益冲突。当HRV高时,表明身体对这两种输入都有高度的反应,因此对不断变化的环境条件有很强的适应能力。
当HRV低时,自主神经系统的一个分支比另一个分支向心脏发送更强的输入。有时候,当你正在逃离眼前的危险——比如一只饥饿的老虎——时,单方面的优势是一件好事你想让你的身体只听你的交感神经系统(这是发送信号将资源转移到你的腿)和忽略信号从你的副交感神经系统(这是试图转移资源从你的腿转向你的消化系统来处理你的午餐)。然而,当不存在直接的危险或需要大力支持一个分支的输入时,保持平衡是有利的。
除了饥饿老虎的直接威胁外,还有许多因素可以暂时打破交感/副交感神经平衡,降低HRV。这包括疼痛、心理压力、疾病、疲劳和水合作用。
一个人最高的HRV是由健康、年龄、性别、基因、健康和环境条件决定的。HRV最大值在个体间差异很大;例如,HRV随着年龄的增长而急剧下降,因此一个20岁的健康运动员所能达到的HRV的最大值可能是50岁健康运动员的两倍多。因此,将您今天的HRV放在您自己最近的历史背景下考虑是特别有意义的——它与昨天的HRV相比如何?今天的HRV与过去一周或一个月相比是高还是低?把你今天的HRV和你队友今天的HRV做个比较是没有价值的。
HRV最早记录于1733年,当时斯蒂芬·黑尔斯牧师注意到,人的脉搏似乎随着呼吸频率而变化。然而,直到1895年心电图的出现,它才被量化,直到20世纪60年代数字信号处理的引入,它才流行起来。1965年,一项研究发现,在观察到心率本身的改变之前,胎儿窘迫会先发生HRV的改变。在这一发现之后,HRV迅速成为一个热门的研究课题和广泛使用的诊断工具。
自20世纪60年代以来,HRV一直被用作医学领域的诊断和预测工具。从检测糖尿病患者的自主神经病变,到预测心脏病发作后的生存,再到预测移植后器官排斥的可能性,医生们已经广泛应用HRV。
最近,运动生理学家发现了训练前HRV基线水平与提高运动成绩之间的联系。现在,HRV在运动训练中应用广泛由运动生理学家研究。
一项重要的研究发现,HRV水平在基线或以上时的训练,比按照预先计划的计划进行的训练,在最大跑速方面有更高的提高。这样做,他们是第一个前瞻性地证明了HRV作为运动准备预测器的效用。
最近对优秀运动员的一系列研究表明,HRV可以用来跟踪过度训练——一种定义为尽管相对不运动,但运动成绩持续下降的状况。
HRV是一种易于测量、信息密集的度量指标,对于提高培训的安全性和有效性具有广泛的价值。因此,它在运动员和他们的训练人员中非常受欢迎。HRV一直是医学和运动研究领域的一个热门话题,而且很可能只会越来越受欢迎。