低氧重复冲刺运动不改变年轻男性成年人的睡眠质量

《European Journal of Applied Physiology》：Repeated-sprint exercise in hypoxia does not alter sleep quality in young male adults

　　

研究人员旨在探究低氧重复冲刺运动对睡眠质量的影响。方法：10名健康年轻男性成年人分别在常氧（NOR，吸入氧分数[FiO₂] 20.9%）、低氧（HYP，FiO₂ 14.5%）和静息常氧（REST，FiO₂ 20.9%）条件下进行三种试验。在NOR和HYP中，试验在下午4:30至6:00进行，包括30分钟亚极量蹬车和两组重复冲刺（6×6秒，休息30秒）。睡眠期间监测心率（HR）、心率变异性（如相邻R-R间期>50 ms的百分比[pNN50]）、皮肤温度，并通过脑电图（EEG）评估睡眠质量。结果：总睡眠时间、睡眠效率、睡眠潜伏期、各睡眠阶段（非快速眼动睡眠[NREM]阶段1-3，快速眼动睡眠[REM]）持续时间在三种试验间无显著差异。在睡眠最初90分钟内，HYP组心率显著高于REST组（53±2 bpm vs 49±1 bpm，P<0.05）。此外，HYP组（48.8±4.8%）和NOR组（50.4±4.9%）的pNN50均显著低于REST组（58.3±3.6%，P<0.05）。结论：傍晚进行低氧重复冲刺运动改变了睡眠最初90分钟的心率变异性衍生指标，但未显著影响睡眠质量。

**论文解读：低氧重复冲刺运动对睡眠质量的影响——一项随机对照交叉研究**

**研究背景与问题**
重复冲刺训练（repeated-sprint training）在低氧环境下进行，被称为低氧重复冲刺训练（RSH），被认为是一种有前景的提高运动成绩的策略，具有通过低氧诱导无氧能力提升的潜力。既往研究（如Kasai等，2015）表明，为期4周的低氧重复冲刺训练（吸入氧分数[FiO₂] 14.5%）可显著增加重复冲刺测试中的峰值和平均功率输出，效果优于常氧条件下的相同训练。然而，RSH训练后的恢复过程，尤其是睡眠这一关键恢复环节，仍缺乏充分认识。截至目前，仅有一项研究（Mihailovic等，2024）测量了RSH运动后的睡眠质量，该研究结合了全身冷冻疗法，但仅采用体动记录仪测量，未发现对卧床时间、总睡眠时间（TST）和睡眠效率（SE）的影响，且结果存在矛盾，因未与常氧运动直接比较，加之高强度间歇运动对睡眠影响的争议性发现（如Oda和Shirakawa，2014；Thomas等，2020），使得RSH对睡眠的影响尚不明确。此外，运动时间可能影响夜间睡眠和心脏自主神经调节（Oda和Shirakawa，2014；Myllym?ki等，2011）。与常氧重复冲刺运动类似，RSH运动可能改变运动后的心脏自主神经调节（Kasai等，2019），但多次RSH训练对心脏自主神经调节的累积效应尚不一致。Brechbuhl等（2020）报告RSH与心率变异性（HRV）参数无关联，而Gutknecht等（2022）发现RSH诱导的血氧饱和度（SpO₂）降低与运动后心率升高呈负相关，提示低氧血症严重程度可能与更大的运动后心脏自主神经紊乱相关。因此，有必要进一步明确RSH运动后的心脏自主神经调节变化，以及这些变化是否持续整个夜间。鉴于心脏自主神经调节与睡眠调节之间的紧密相互作用，单次RSH运动后延长的自主神经紊乱可能干扰睡眠质量并损害夜间恢复。基于此，本研究旨在探讨傍晚进行RSH运动对年轻健康男性成年人睡眠相关生理反应的影响，假设RSH运动会改变睡眠相关生理反应并损害睡眠质量。

**研究内容与结论**
研究人员招募了10名健康活跃的年轻男性成年人（年龄20.3±0.4岁，身高172.7±1.8 cm，体重65.3±2.1 kg），采用随机、单盲、交叉设计，在至少间隔1周的不同日期进行三种试验：低氧重复冲刺运动（HYP，FiO₂ 14.5%）、常氧重复冲刺运动（NOR，FiO₂ 20.9%）和常氧静息对照（REST，FiO₂ 20.9%）。运动试验在下午4:30至6:00进行，包括30分钟亚极量蹬车和两组重复冲刺（6×6秒，主动恢复30秒）。随后，受试者在晚7:30至8:00进食标准化晚餐，8:30至9:00淋浴，午夜12:00至早7:00睡眠。睡眠期间，通过脑电图（EEG）评估睡眠结构，监测心率（HR）、心率变异性（HRV）指标（如pNN50、SDNN、RMSSD等）和皮肤温度。主要结论：与REST相比，HYP和NOR均未显著改变总睡眠时间、睡眠效率、各睡眠阶段持续时间等整体睡眠参数；但HYP组睡眠最初90分钟的心率显著高于REST组，且HYP和NOR组的pNN50均显著低于REST组；此外，HYP组进入N3睡眠（深睡眠）的潜伏期显著长于NOR和REST组。这些变化局限于睡眠初期，未影响整体睡眠质量。该研究于《European Journal of Applied Physiology》发表，为理解RSH训练后的夜间恢复提供了重要参考。

**关键技术与方法**
主要关键技术方法包括：1）随机单盲交叉设计，受试者来自日本立命馆大学，样本量基于G*Power计算（效应量=0.45，α=0.05，检验效能=0.8）；2）使用功率自行车（Power Max VIII，Konami Corp.，东京，日本）进行亚极量蹬车和重复冲刺运动，低氧环境通过气体混合实现（FiO₂ 14.5%）；3）睡眠评估采用便携式双通道脑电图/眼电图设备（Brainwave Sensor ZA-X，Proassist，Ltd.，大阪，日本），该设备与标准多导睡眠监测（PSG）具有良好相关性（总睡眠时间r=0.98，P<0.001；睡眠分期评分一致率κ=0.80）；4）心脏自主神经调节通过心率变异性（HRV）衍生指标评估，使用无线心率监测器（RCX5，Polar Electro Oy，Kempele，芬兰）和专用分析软件（RRI Analyzer 2）计算频域（HF、LF、LF/HF）和时域指标（SDNN、RMSSD、CVRR、NN50、pNN50）；5）皮肤温度采用移动式皮肤温度计（Halshare，Sunwise Co.，Ltd.，大阪，日本）每5分钟记录胸部皮肤温度。

**研究结果**
**运动相关变量**：通过比较HYP和NOR两种运动条件下的生理反应，发现峰值踏频、平均功率输出和功率变化率在两组间无显著差异。然而，HYP组的平均SpO₂显著低于NOR和REST组（P<0.01），但平均心率、平均或最大皮肤温度在运动全程（含亚极量运动和重复冲刺）中无显著差异。这表明低氧诱导的应激虽改变了血氧饱和度，但未显著影响运动表现或心率反应。

**睡眠相关变量**：通过分析整夜睡眠数据，发现总睡眠时间、睡眠效率、入睡后清醒时间（WASO）以及各睡眠阶段（REM、N1、N2、N3）的时间占比在三种试验间均无显著差异。然而，进入N3睡眠的潜伏期（N3 latency）在HYP组（18.2±3.9分钟）显著长于NOR组（9.0±0.8分钟，P<0.05）和REST组（7.2±1.0分钟，P<0.05）。此外，就寝后最初90分钟的睡眠阶段时间分布也无显著差异。

**心率变异性指标**：通过分析整夜HRV指标，发现所有HRV衍生参数（包括HF、LF、LF/HF、SDNN、RMSSD等）在三种试验间均无显著差异。但在就寝后最初90分钟内，HYP组的心率（53±2 bpm）显著高于REST组（49±1 bpm，P<0.05），而HYP组（48.8±4.8%）和NOR组（50.4±4.9%）的pNN50均显著低于REST组（58.3±3.6%，P<0.05），但HYP与NOR之间无显著差异。其他HRV参数（如HF、SDNN等）在最初90分钟内未发现显著差异。

**皮肤温度**：通过分析睡眠前后皮肤温度变化，发现时间主效应显著，但试验×时间交互效应（P=0.11）和试验主效应（P=0.82）均不显著，且整夜平均皮肤温度在三种试验间无显著差异。

**讨论与结论总结**
研究表明，傍晚进行的低氧重复冲刺运动（RSH）未显著影响整体睡眠质量，但引起了睡眠初期（就寝后90分钟内）的心率升高和pNN50降低，提示短暂的自主神经调节变化。此外，HYP组N3潜伏期延长，但整体N3睡眠时间无差异，因此该变化可能不具有生理显著性。研究人员指出，运动后6小时休息期（下午6:00至午夜12:00）足以减轻运动诱导的热应激，这可能是未观察到睡眠改变的原因之一。研究结论：傍晚进行低氧重复冲刺运动改变了睡眠最初90分钟的心率变异性衍生指标，但未显著影响睡眠质量。