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健康體能

2018-08-14 15:51:16

傾聽心跳:心跳恢復率可預測死亡!?

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如果我告訴你,透過計算心跳恢復率(Heart-rate Recovery Rate; HRR) ,可以對你在接下來的八年內的死亡率進行更精準的預測,你相信嗎?


在爬了幾十階樓梯或跑步趕車後,我們都能感覺到心跳明顯增快,這是一個簡單但驚人的身體機制:大腦感知到生理變化,並提示心血管系統增加心率、呼吸率和血壓,為身體額外努力提供所需要的氧氣。但你有沒有思考過這個機制的逆向反應?我們的身體如何在這個加速系統上剎車並重新建立動態平衡?而這個逆向反應可以告訴我們哪些心臟病或死亡風險的相關信息呢?

 

 

心跳恢復率(HRR)是我們用來描述身體運動後心率下降的術語。一般來說,我們運動後的心率下降(恢復)到一般心率的速度越快,心血管系統的健康狀況就越好。與一般人相比,我們早已知道運動員的HRR相對快速,這種加速恢復被認為是迷走神經活力提升的結果。

 

迷走神經具有許多功能,其中一個主要功能是減緩自律神經系統副交感神經所控制的心率。用一個簡單比喻說明,迷走神經就像汽車上的剎車系統,會幫你的心臟剎車,如果你有良好的剎車片和系統維護,你可以平穩地減速汽車並避免出現問題;相反地,如果你的剎車系統磨損或失效,你將難以減速並可能導致嚴重問題。油門(交感神經系統)和剎車(副交感神經系統)之間的相互作用,以及剎車在運動後減慢心率的有效性,對維持身體安全是非常重要的能力。

 

1999年,研究人員研究了運動心跳恢復率與死亡率之間的關係。他們花了六年時間追蹤2,428名沒有心力衰竭、沒有冠狀動脈血管重建史、沒有心臟病史且沒有安裝心臟調節器的成年人。[1] 在所有受測者中, 639人(26%)在停止運動一分鐘後的HRR異常低(每分鐘減少12次以下);而六年後受測者中有213人死亡,其中56%的死亡者HRR數值異常低,相當於HRR異常低者的相對死亡風險為19%,而其他所有人的相對風險為5%。這是首次明確顯示HRR作為死亡風險強而有力的獨立預測因子研究之一。

 

自1999年研究以來,研究人員繼續釐清HRR與死亡率之間的關係[2,4,5]。過去十年中,有一項重要發現是心臟康復(Cardiac rehab)可以改善心臟病患者的HRR,而此改善與全因死亡率降低相關。[3,4] 2011年發表在“循環(Circulation)”期刊上的一項回顧性研究再次證明了異常HRR與全因死亡率之間的強力關聯。不僅如此,還顯示在第二階段心臟康復後正常化HRR的個體能將其相對風險回復到正常HRR患者的風險。[3]

 

延伸閱讀:評量你心肺功能的利器-心跳恢復率

 

HRR與罹患慢性病風險

此外,HRR偏低與罹患糖尿病[6]、心血管疾病[7]、癌症[8]與高血壓[9]的風險有高度關聯,也在最近幾年陸續被許多研究機構發表於著名期刊。

 

圖一:心跳恢復率與疾病風險

 

 

假設你認同此論點,即HRR可以成為你健康和死亡率的重要預測指標,並且你希望使用此資訊來測試自己,你打算怎麼做呢?你真正需要的只是一個準確的心率裝置和一個能導引你方便測量的App。

 

1)首先由220減去你現在的年齡得到最大心率,再將之乘以75%~85%來找到你的目標運動心率範圍。以一名五十歲的人為例:220 - 50歲 = 170,170 x 75% = 128 bpm 、170 x 85% = 136 bpm,那麼就要以運動心率目標128~136 bpm來進行測試。

 

延伸閱讀:有氧運動知多少?

 

2)接著啟動心率裝置的心率量測功能,然後以高於最大心率的75%的運動強度(圖一的深綠色區間)進行踏階、跑步或踩飛輪。身體狀況良好的人可以將運動強度提高於最大心率的85%以上(圖一的黃色區間)。無論你選擇什麼運動,你都可以利用心率裝置搭配手機App (如JoiiSports的人體儀表板;圖二與圖三 )來輕鬆導引你完成量測。你的目標是在運動約2-3分鐘後達到最大心率75~85%的目標。

 

圖二:運動強度心率區間(JoiiSports app)

 

 

圖三:心跳恢復率(HRR)量測(JoiiSports 人體儀錶板)

 

圖四:2分鐘心跳恢復率(HRR)量測(JoiiSports 人體儀錶板)

 

 

3)當你的心跳率達到最大心率75~85%的目標區間,再持續運動5分鐘後,從心率裝置或App讀取你的心率(第一次量測)並停下運動(可緩慢行走)至1分鐘後,再次從心率裝置讀取你的心率(第二次量測)。從第一次測量的心率值減去第二次測量的心率值來計算你的一分鐘HRR。如果你一分鐘HRR大於12bpm,恭喜你,你通過了測試。你也可以量測兩分鐘HRR: 停下運動(可緩慢行走)2分鐘後,再次從心率裝置讀取你的心率(第二次量測),二分鐘HRR的通過分數則是超過42bpm。


如果你的測試失敗了,是你應該慎重考慮導入一些嚴謹的運動計劃以改善你的健康的時候了。

 

改善HRR的運動計劃:

1)如果你在運動後的第一分鐘內心率的下降沒有超過12次(或在第二分鐘內達到42次),那麼運動計劃的第一步就是去看醫生。在導入運動計劃或運動處方之前,你需要由合格的醫療服務單位進行全面的體檢。

 

2)一旦你的醫生確認你可以進行運動計劃後,剛開始應該建立一個每周至少4次的常規有氧運動,每次30分鐘,目標心率在最高心率的55-70%,以及每週2次的阻力訓練計劃。

 

3)一旦你習慣了這樣的運動計畫強度(大約6-12週),就可以開始導入每週2-3次高強度間歇訓練(high intensity interval training: HIIT)進入你的運動計畫中。HIIT是將高強度運動(大於最高心率值的85%)與低強度有氧運動(約最高心率值的60%)做交替的一種運動方式。

 

HIIT對心血管耐力、血糖調節、降低體脂和線粒體功能活化的益處被廣泛發表。[10,11] 令人振奮的是,這些好處也可擴展到高危人群,如已知心血管疾病、心血管手術、心臟移植、糖尿病甚至某些自身免疫性疾病的患者。

 

在HIIT中,心跳加速和減速的劇烈交替作用,相對於中等強度的心血管運動,能使迷走神經活力增加、HRR得到改善,就降低死亡率和整體心血管健康益處的提升而言,HIIT的這一好處將產生巨大的成果。簡單地說,如果你的心臟有規律地和系統化地進行加速和恢復,你的健康和健身結果將會優於其他訓練方法或不運動。

 

延伸閱讀:

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高強度間歇運動(HIIT)

重訓完才是燃脂48小時的開始?

 


參考文獻:
[1]. Cole, C. R., Blackstone, E. H., Pashkow, F. J., Snader, C. E., & Lauer, M. S. (1999). Heart-rate recovery immediately after exercise as a predictor of mortality. New England Journal of Medicine, 341(18), 1351-1357.

[2]. Cole, C. R., Foody, J. M., Blackstone, E. H., Lauer, M. S. (2000). Heart rate recovery after submaximal exercise testing as a predictor of mortality in cardiovascularly healthy cohorts. Annals of Internal Medicine, 132:552-555.

[3]. Jolly, M. A., Brennan, D. M., & Cho, L. (2011). Impact of exercise on heart rate recovery. Circulation, 124(14), 1520-1526.

[4] MacMillan, Davis, Durham, and Matteson (2006). Exercise and heart rate recovery. Heart and Lung, 35(6), 383-390.

[5] Watanabe, J., Thamilarasan, M., Blackstone, E. H., Thomas, J. D., & Lauer, M. S. (2001). Heart rate recovery immediately after treadmill exercise and left ventricular systolic dysfunction as predictors of mortality: The case of stress echocardiography. Circulation, 104(16), 1911-1916.

[6] Sae Young Jae, Sudhir Kurl, Jari A. Laukkanen, Francesco Zaccardi, , Yoon-Ho Choi, , Bo Fernhall, , Mercedes Carnethon, Barry A. Franklin. Exercise Heart Rate Reserve and Recovery as Predictors of Incident Type 2 Diabetes, The American Journal of Medicine, May 2016 Volume 129, Issue 5, Pages 536.e7–536.e12

[7] Cheng YJ, Lauer MS, Earnest CP, Church TS, Kampert JB, Gibbons LW, Blair SN. Heart rate recovery following maximal exercise testing as a predictor of cardiovascular disease and all-cause mortality in men with diabetes. Diabetes Care. 2003 Jul;26(7):2052-7.

[8] Yong Hyun Byun, Sang Yeun Kim, Yejin Mok, Youngwon Kim, Sun Ha Jee. Heart Rate Recovery and Cancer Risk: Prospective Cohort Study, Asia Pacific of Journal Public Health, Vol 30, Issue 1, 2018

[9]Sae Young Jae, Kanokwan Bunsawat, Paul J. Fadel, Bo Fernhall, Yoon-Ho Choi, Jeong Bae Park, Barry A. Franklin. Attenuated Heart Rate Recovery After Exercise Testing and Risk of Incident Hypertension in Men, American Journal of Hypertension, Volume 29, Issue 9, 1 September 2016, Pages 1103–1108,

[10] M. Wewege, R. van den Berg, R. E. Ward and A. Keech, The effects of high-intensity interval training vs. moderate-intensity continuous training on body composition in overweight and obese adults: a systematic review and meta-analysis, Obesity Reviews 18, 635–646, June 2017

[11] Søren Møller Madsen , Anne Cathrine Thorup , Kristian Overgaard , Per Bendix Jeppesen, High Intensity Interval Training Improves Glycaemic Control and Pancreatic β Cell Function of Type 2 Diabetes Patients, PLOS ONE August 10, 2015, Pages 1-24

 

 

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