甜饮料和高热量饮料对健康成年人慢节奏呼吸(SPB)心脏反应性的影响

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究葡萄糖对非压力情境中心脏反应性的调节作用,研究人员开展甜及高热量饮料对慢节奏呼吸(SPB)心脏反应性影响的研究。发现 hyperglycemia 触发心脏副交感神经(PNS)撤减和交感神经(SNS)激活,但 SPB 仍可增强 PNS 活性,该研究为自主神经调节与血糖稳态关联提供依据。

  
在现代快节奏生活中,人们对甜饮料和高热量饮料的消费日益增加,而这类饮料与心血管健康的关系一直是科学界关注的焦点。心脏反应性作为自主神经功能的核心指标,其在非压力情境下的调节机制尚不明确,尤其是高血糖是否会对其产生影响。此前研究已发现高血糖对静息状态下心脏活动有影响,但对非压力任务(如慢节奏呼吸)中的心脏反应性作用却知之甚少。为填补这一空白,德国康斯坦茨大学(University of Konstanz)的研究人员开展了相关研究,旨在明确葡萄糖对副交感神经(PNS)和交感神经(SNS)反应性的影响,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用多系统研究方法,招募了 115 名健康成年人(平均年龄 23.28 岁,76% 为女性),将其随机分为四组,分别饮用甜且高热量、仅甜、仅高热量饮料或纯水。在基线状态后,参与者完成持续注意力测试和慢节奏呼吸(SPB,4 秒吸气、6 秒呼气)。研究过程中,通过心电图(ECG)和阻抗心动图(ICG)持续监测心脏活动,测量心率变异性中的连续差异均方根(RMSSD,反映 PNS 活性)和射血前间期(PEP,反映 SNS 活性),同时多次检测血糖水平并评估主观放松度。

初步分析与干预检查


各组在年龄、性别、BMI 等基线特征上无显著差异,但血糖基线、房间温湿度存在差异。甜且高热量组和纯水组基线血糖较低,而温湿度与 RMSSD、PEP 基线存在相关性,因此后续分析中控制了这些变量。此外,各组对饮料的喜好和甜度感知差异显著,纯水组对饮料满意度最高,含甜味剂的饮料被认为最甜。

饮料对 RMSSD 的影响


高热量饮料饮用后 RMSSD 下降趋势较纯水组更明显,但在 SPB 期间,所有组的 RMSSD 均显著增加,表明 SPB 可增强副交感神经活性。尽管甜且高热量组在饮料饮用后和持续注意力测试期间 RMSSD 较低,但其在 SPB 中的反应与其他组无显著差异,说明高血糖未显著调制 SPB 诱导的 PNS 反应。

饮料对 PEP 的影响


SPB 导致所有组的 PEP 降低,表明交感神经活性下降。高热量饮料组的 PEP 随时间呈线性下降,提示高热量摄入可能增强交感神经活性的动态变化,但 SPB 对交感神经的抑制作用在各组间无显著差异,说明高血糖未影响 SPB 对 SNS 的调节效果。

饮料对主观放松度的影响


持续注意力测试降低了主观放松度,而 SPB 使其显著回升,但饮料类型未对这一过程产生显著影响。这表明 SPB 的放松效果具有普遍性,不受饮料成分或血糖水平的明显干扰。

血糖与心脏指标的相关性


测试前血糖浓度与测试期间的 RMSSD 呈负相关,与 SPB 期间的 PEP 也呈负相关,提示高血糖可能与副交感神经活性降低和交感神经活性升高相关,但这种关联在 SPB 过程中并未阻碍其对自主神经的调节作用。

研究结果表明,尽管高血糖会触发心脏 PNS 撤减和 SNS 激活,但慢节奏呼吸仍能有效增强副交感神经活性、降低交感神经活性,并提升主观放松度,且这一效果不受饮料的甜度或热量影响。该研究支持了自主神经空间模型,强调了自主神经调节与血糖稳态之间的紧密联系,同时表明高血糖对慢节奏呼吸心脏反应性的调制作用有限。这一发现不仅深化了对代谢与自主神经系统相互作用的理解,也为通过呼吸练习改善心血管健康提供了新的视角,尤其是在高血糖人群中,SPB 可能是一种有效的自主神经调节手段。研究结果为未来探索血糖水平与情绪调节、社会应激等场景中心脏反应性的关系奠定了基础,也提示在临床和健康管理中可考虑将慢节奏呼吸作为一种普适性的干预措施。

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