健康专业学生的心率变异性与自主神经功能：与学业压力和生活方式因素的关联

《Physiological Reports》：Heart rate variability and autonomic function in health professions students: Associations with academic stress and lifestyle factors

　　

心率变异性（HRV）是自主神经系统功能的非侵入性测量指标，也是生理应激的敏感标志物。健康专业学生面临严重的学业压力和多种生活方式相关因素，这些因素可能影响自主调节。本研究旨在评估健康专业学生的心率变异性（HRV）分布，并探讨其与学业压力和生活方式因素的关联。研究人员进行了一项横断面研究，共纳入237名学生（81.4%为女性）。在标准化静息条件下，使用时域、频域和庞加莱图衍生几何指标评估心率变异性（HRV）。自主神经状态被分类为正常自主神经功能（NAF）、低心率变异性（LHRV）、副交感优势（PD）或交感优势（SD）。使用卡方检验和相关性分析分析了与体重指数、吸烟、体力活动、睡眠质量和感知压力的关联。结果显示，65.0%的学生具有正常自主神经功能，而35.0%表现出自主神经失衡（16.9%副交感优势（PD），16.9%交感优势（SD），1.3%低心率变异性（LHRV））。与生活方式因素未发现显著关联（p?>?0.05）。在女性中，感知学业压力与自主神经失衡显著相关（p?=?0.013）。结论：大多数学生表现出保存的自主神经功能，但约三分之一显示自主神经失衡。学业压力与自主神经功能显著相关，尤其在女学生中。

心率变异性（HRV）作为心脏周期逐搏变化的度量，反映了自主神经系统（ANS）中交感与副交感分支的动态关系，健康的心血管系统表现为更高的变异性，提示顺应性和适应性的自主调节，而自主神经失衡——与生理应激、疲劳及心血管风险增加相关——则以变异性降低为特征（da Estrela et al., 2021; Escorihuela et al., 2020; Immanuel et al., 2023）。近年来，HRV已成为心理应激、心理健康及整体生理弹性的宝贵非侵入性指标（da Estrela et al., 2021; Guichard et al., 2024; Immanuel et al., 2023）。降低的HRV与焦虑、倦怠、代谢紊乱及心血管疾病相关，而平衡的自主神经活动则反映了有效的应激适应和稳态稳定（da Estrela et al., 2021; Guichard et al., 2024; Immanuel et al., 2023; Lehrer & Gevirtz, 2014; Wang et al., 2026）。自主神经功能的改变突显了HRV作为健康与疾病状态下自主调节非侵入性测量指标的价值（Guichard et al., 2024; Shaffer & Ginsberg, 2017）。HRV指标反映了自主调节的不同方面，广泛分为时域、频域和几何测量指标。时域指标，如正常R-R间期标准差（SDNN）和连续差值均方根（RMSSD），提供了总体变异性的简单度量，并受副交感活动强烈影响（Kim et al., 2018; Shaffer & Ginsberg, 2017）。频域测量指标，包括低频（LF）和高频（HF）功率，评估心率振荡在特定频段上的分布，可用于探索自主神经调控（Kim et al., 2018; Shaffer & Ginsberg, 2017）。几何指标，如庞加莱图衍生SD1和SD2，捕捉心脏自主调节的复杂性和动态行为，提供了超越传统线性指标的额外见解。总体上，这些指标提供了自主功能的互补信息，更高的HRV通常反映更大的生理适应性和弹性（Kim et al., 2018; Shaffer & Ginsberg, 2017）。因此，HRV分析是评估心血管和自主健康的有价值的非侵入性工具。在应激背景下，研究发现心理或认知应激与HRV降低相关，主要由于迷走活动减少和交感优势增加（Guichard et al., 2024; Immanuel et al., 2023; Kim et al., 2018; Lehrer & Gevirtz, 2014; Wang et al., 2026）。值得注意的是，健康专业学生面临显著的学业要求、时间压力和考试相关应激，这些挑战常伴随不良生活方式模式，包括体力活动减少、睡眠不规律、吸烟和体重增加（Mahfouz et al., 2024; Palijo et al., 2025）。先前研究表明，肥胖和吸烟与HRV降低相关，反映交感活动增强和迷走调控减弱，而规律体力活动则增强副交感张力并改善自主平衡（Bezerra, 2025; Strüven et al., 2021; Tiwari et al., 2021; Wong & Figueroa, 2021）。睡眠质量也是自主调节的关键决定因素，睡眠差与交感优势及HRV降低相关（Bezerra, 2025）。尽管证据不断积累，但学业压力和生活方式因素对健康年轻成人自主功能的相对贡献仍不明确。此外，来自中东和健康专业学生的数据有限。本研究旨在识别健康专业学生的HRV分布，检查自主功能与学业压力及生活方式因素之间的关联，并评估肥胖、吸烟和体力活动对HRV的影响。研究采用横断面设计，在阿联酋拉斯海玛医学与健康科学大学医学院生理学实验室进行，时间为2024年12月至2025年6月，目标群体为各健康专业项目的本科生。获取伦理批准（RAKMHSU-HEC-131-UG-M），所有参与者提供书面知情同意。共237名学生（年龄18-30岁）随机选取，涵盖不同年级和专业。排除已知心血管疾病、糖尿病、甲状腺疾病及其他影响自主功能的疾病，或使用β受体阻滞剂、抗抑郁药等药物者。数据在常规教学活动期间及非主要考试期收集，以最小化急性考试应激对HRV测量的影响。使用结构化问卷调查人口统计学特征、吸烟状况、体力活动模式及感知学业压力。睡眠质量采用匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）评估，总分>5表示睡眠质量差。身高体重测量后计算体重指数（BMI）（kg/m²），按WHO标准分类。HRV在标准化静息条件下使用PowerLab数据采集系统（ADInstruments，澳大利亚）和LabChart软件记录。表面心电图（ECG）记录心电活动，测量前要求至少2小时避免饱餐，24小时停用咖啡因、吸烟和剧烈体力活动。休息5-10分钟后连续记录HRV 3-5分钟。排除伪迹后分析正常R-R间期，获得时域指标（SDNN、RMSSD）、频域指标（LF、HF功率及LF/HF比值）和庞加莱图衍生几何指标（SD1、SD2）。自主功能分类基于多项HRV指标的综合模式，而非单一指标，参考已发表的短期HRV正常值（Shaffer & Ginsberg, 2017; Electrophysiology TF, 1996）。正常自主功能为平衡调控；副交感优势：迷走介导指标（RMSSD、pNN50、HF功率、SD1）相对较高，LF/HF比值较低；交感优势：迷走介导指标较低，LF/HF比值较高，SD1降低；低HRV：总体HRV指标普遍降低。统计分析使用SPSS 26.0，连续变量以均数±标准差表示，分类变量以频数和百分比表示，分类变量间关联用卡方检验或Fisher精确检验，连续变量间用Pearson相关分析，效应量以Cramer's V估计，p<0.05为显著。结果显示，65.0%的参与者具有正常自主功能，16.9%为副交感优势，16.9%为交感优势，1.3%为低HRV。自主功能分类与BMI、吸烟、体力活动、睡眠质量无显著关联（p>0.05）。女性中感知学业压力与自主功能显著相关（Fisher精确检验p=0.013，Cramer's V=0.201），较高压力水平与自主平衡偏离相关；男性中关联不显著（p=0.074），但效应量中等（Cramer's V=0.299）。相关分析显示BMI和睡眠质量分数与任何HRV指标无显著关联，而时域与庞加莱图衍生几何指标（SDNN、RMSSD、pNN50、SD1、SD2）间强正相关，反映内部一致性和共享的副交感调控。讨论部分指出，尽管大多数学生自主调节保存，但约三分之一存在自主失衡，提示需关注学业环境中的自主健康。生活方式因素缺乏显著关联可能归因于参与者年轻且无明显代谢疾病；睡眠质量的高患病率可能限制了组间差异检测；学业压力与自主功能（尤其女性）的关联支持心理应激调节自主功能的作用，性别差异可能与应激感知、应对策略及循环激素有关。研究局限性包括横断面设计、单中心、自报告偏倚、女性主导、未记录月经史、短期HRV记录可能增大频域参数变异性、未结合动态自主功能测试、缺乏通用分类标准等。结论：大多数健康专业学生保存自主功能，但相当比例出现自主失衡模式，提示需关注高要求学业环境中的自主健康；学业压力与自主功能显著关联，尤其女性；生活方式因素在年轻队列中未显示可测影响；这些发现强调心理应激在成年早期自主功能调控中的主导作用，并强调针对性干预以改善学生压力管理和整体健康；HRV是评估自主功能及探索学生健康与学业压力相关因素的有价值的非侵入性工具；推荐未来采用纵向设计和客观生活方式测量进一步阐明这些因素对自主功能的影响。