可否從神經學角度解釋:為什麼健身能使人的靜態心率(resting heart rate)降低?

關於健身降低靜態心率,聽到的大部分解釋為:健身能提高心臟肌肉的力量,每次壓力大,輸出更多血液量,所以在更低心率下依然能為組織特供足夠的血液和氧分。

那麼如果從神經學的角度解釋呢?經常運動對交感神經和副交感神經系統的影響是什麼?經常運動,長期分泌epinephrine,會使神經細胞的敏感度(對epinephrine的敏感度)降低么?


首先,題主你聽到的說法:

健身能提高心臟肌肉的力量,每次壓力大,輸出更多血液量,所以在更低心率下依然能為組織特供足夠的血液和氧分。

這個說法本身是錯誤的——運動人群安靜心率的降低是心臟容量增加的結果,與「心臟肌肉的力量」沒有關係。簡單說,運動的供能性質和心臟的對應變化的關係是這樣的:

只進行足量中低強度的有氧訓練——心臟容量擴大了(例如高水平長跑、越野滑雪、公路自行車運動員的心臟容量在1200毫升以上,而體重相近的不鍛煉的普通人心臟容量只有600~700毫升),每次跳動能輸出更多的血量,而人體在單位時間(比如一分鐘)內需要的血液量是一定的,所以心跳次數就相應減少,對外表現為安靜心率大大降低,且在中低強度運動時可以先提高每搏輸出量(收縮時儘力排空,舒張時充分放鬆)而較少提高心率,讓疲勞推遲發生。但由於心臟肌肉沒有得到足夠加強,所以能承受的最大心率有限,從而能夠達到的運動最高強度也有限。

只進行足量高強度的無氧訓練——心臟肌肉增強了(心肌生理性肥厚,與高血壓等導致的病理性肥厚相區別),能夠承受更高的心率(每分鐘180次以上),但每次跳動輸出的血量基本沒變(因為心臟容量沒變,就好比一個1升的可樂瓶,你用再大的力氣去擠壓,也不可能擠出超過1升的水),所以在運動強度提高時只能通過增加心率來提升心臟輸出,從而導致疲勞更早出現。

先進行足量中低強度的有氧訓練,再進行足量高強度的無氧訓練——我在第一次Live中提到過這是體能訓練的基本原則之一:首先有氧訓練使心臟容量得到了增加,從而提高了每搏輸出量,隨後無氧訓練使心肌強度也得到了提高,可以承受更高的心率,從而既能達到更高的運動強度,又能讓疲勞出現得更晚一些。專業運動員在基礎階段的訓練就是按照這個順序來的,只不過隨專項需求不同,有氧訓練和無氧訓練的比例有異。

先進行足量高強度的無氧訓練,再進行足量中低強度的有氧訓練——首先進行的無氧訓練強化了心肌,束縛了心臟容量增加的發展潛力,從而限制了隨後的有氧訓練的效果。這在專業運動員的訓練中是大忌,但很多教練員在訓練少年兒童時,為了早出成績而違背了這條原則,導致少年階段成績很好的孩子在青年和成年階段無法進一步提高,過早地結束運動生涯。

至於題主提出的交感神經的影響,在「運動使安靜心率降低」這個具體問題中,主要是迷走神經均衡性的變化使心臟肌肉在舒張時放鬆更充分,從而增加了心室舒張容量和每搏輸出量。需要注意的是:健康人體心臟的輸出量取決於身體需要(出了問題,身體需要,心臟給不了或不給那另說),僅僅靠「神經系統敏感性降低」是不能放慢心率的,因為心率一放慢,輸出量就減少,使身體處於缺氧狀態,而大腦對缺氧是最敏感最不能承受的。如果有哪種生物進化出了「僅靠神經系統敏感性降低就能放慢心率」的能力,那它肯定很快就因為腦子缺氧不好使而被大自然淘汰了!


要解釋這個問題,真的不能單純的從神經科學方面進行解釋。長期運動之所以可以使人的靜態心率下降,原因如下:

首先,我們要明白,心臟跳動的目的是什麼?心臟的收縮,就像一個強有力的泵一樣,將富含氧氣的動脈血推向全身所有的組織器官,然後心臟舒張,使得藍色的靜脈血迴流入右心室,最終進入肺,與肺泡毛細血管進行血氧交換,再次變為動脈血,迴流如左心房,進行下一個體循環。這就是我們口中所說的心臟的一次跳動(當然,心臟的每一次收縮和舒張,是一個及其複雜而又協調的運動,為了簡單易懂,上述只是概況言之)。由此可見,心臟的每一次跳動,都是為了向我們的身體中的各個組織器官提供血液中的養分和氧氣。

題主在問題中提到的運動可以使心臟肌肉力量增強,從而降低心率。這只是一方面的,而更重要的是,運動還增強了肺活量,從而使得每一次的肺循環都會有更多的氧氣進行血氧交換。當我們機體有足夠的氧氣供應時,中樞神經系統自然會發出指令,降低心臟的收縮頻率(節能減排,我們的大腦是非常聰明的)。舉個例子,當我們劇烈運動時,是不是會呼吸加快,心跳加速?原因就是如此。劇烈運動,肌肉要消耗大量的ATP和氧氣,這就使得靜息狀態下的心率不足以提供足夠多的氧氣。於是我們必須快速的呼吸以便吸入更多的氧氣,心臟也加快泵血速度,把這些氧氣輸入所需要的部位。即便這樣,如果我們的運動劇烈到氧氣供應仍舊無法得到滿足,肌肉不能進行有氧代謝,但為了產生足夠的ATP來供能,則進入了無氧代謝模式,最終形成乳酸,次日醒來,你別會感覺肌肉酸痛,這就是乳酸堆積的結果。

最後,我再說一下題主所提到的交感和副交感神經系統。我們人類作為動物的屬性時,只需要完成兩大使命:生存和繁衍。這兩大使命就是分別由交感和副交感神經系統完成的。正常情況下,交感和副交感神經是相互平衡相互制約制約的。但當情況有變,則會有一方佔主導地位。簡單來說,交感神經系統負責讓我們生存下去。所以當我們面對危險,抵禦危害時,我們聰明的中樞神經系統會命令交感神經系統興奮佔優勢。這時我們就會心跳加快,呼吸加速,瞳孔開大(為了更好的看清危險),腹腔臟器及皮膚末梢血管收縮(為了將更多的血液送給肌肉。此時你會覺得手腳冰涼),血壓升高等等。當然,題主所問的腎上腺素也會開始飆升(epinephrine)從而完成上述一系列的表現。這一系列反應都會幫助我們完成求生的行為(比如格鬥,比如逃跑等)。反之,當我們酒足飯飽之時,則是副交感神經系統興奮為主。這時因為你吃飽啦,所以聰明的大腦知道需增強你的胃腸的活動,加快你消化腺的分泌,另外還可以促進一下你大小便的排出。這時的你也不需要跟人打架,所以你的瞳孔縮小,心跳減慢,血壓降低,支氣管收縮,以節省不必要的消耗。如果你還能飽暖思個淫慾,那麼副交感還會協助生殖活動,如使生殖器血管擴張……(此處省略100字,嘻嘻)。

說了這麼多,我想應該解釋清楚了。長期運動可以使靜息心率降低,最主要的原因是心肺功能的增強。交感神經的興奮以及腎上腺素的釋放,在此並不產生實際意義。腎上腺素的靶器官也並不是神經細胞,所以並不會使神經細胞的敏感度降低。


低只是一方面,更重要的是穩,50W車子的發動機怠數比5W車子穩多了


我其實特想知道年輕人20來歲,心率很低,但是沒有任何不適,到底有沒有什麼問題,去檢查了說是竇性心動過緩,但是都說沒有癥狀就無大礙……以前打球的時候也就55下左右,現在健身之後我的心跳都穩定在45以下………最低有過38……


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