在健康成年人中，呼吸频率和每分钟通气量会独立地调节心血管系统及自主神经系统的反应

《Scientific Reports》：Respiratory rate and minute ventilation independently modulate cardiovascular and autonomic responses in healthy adults

　　

摘要

呼吸会影响自主神经和心血管功能，但呼吸频率与每分钟通气量各自的作用机制仍不明确。我们在19名健康成年人（年龄24.6±1.2岁）中采用2×2控制呼吸实验设计，研究这两种因素各自及相互作用下对心血管和自主神经反应的影响：比较自然呼吸频率与慢呼吸频率（6次/分钟），同时将每分钟通气量设定为静息水平的100%和180%。我们记录了心率、每搏输出量、心输出量以及心率变异性。当每分钟通气量提高到180%时，无论呼吸频率如何，心率都会显著上升5–8%，心输出量也会上升6–12%（p＜0.01）；而在每分钟通气量保持不变的情况下，仅改变呼吸频率则不会对心血管功能产生显著影响。时间分析显示，心输出量的变化存在两阶段特征：初期上升（1–2分钟）是由于每搏输出量增加而心率保持稳定，后期持续上升则是由于每搏输出量下降的同时心率逐渐加快所致。慢呼吸频率可使心率变异性提高75–86%（p＜0.01），表明整体心率变异性增强，这可能反映了自主神经功能的提升。值得注意的是，慢呼吸频率与高每分钟通气量结合使用时，心率和心率变异性都会同时上升，这与通常的心率与心率变异性呈负相关的关系不同，提示交感神经和副交感神经同时处于活跃状态。这些研究结果表明，心肺功能调控存在明显的分化，其中每分钟通气量是短期内调节全身心血管功能的主要因素，而呼吸频率则仍是影响心脏自主神经功能（心率变异性）的关键因素。