你真的會測量安靜心率嗎?深度解讀安靜心率背後的科學

慧跑 發佈 2024-03-01T22:36:02.465039+00:00

關於人體處於安靜狀態時的心率有很多種叫法,安靜心率、靜息心率、基礎心率、晨起心率、熟睡心率等等~究竟什麼狀態下測到的心率才是安靜心率呢?安靜心率測量有哪些基本要求呢?安靜心率背後包含了大量科學知識,今天我們來說說安靜心率。


關於人體處於安靜狀態時的心率有很多種叫法,安靜心率、靜息心率、基礎心率、晨起心率、熟睡心率等等~


究竟什麼狀態下測到的心率才是安靜心率呢?

安靜心率測量有哪些基本要求呢?


安靜心率背後包含了大量科學知識,今天我們來說說安靜心率。



明確心率的幾個概念


一、安靜心率


安靜心率等同於靜息心率,英文叫做(rest heart rate,簡稱RHR),在清醒,沒有干擾、情緒放鬆的狀態下保持20分鐘後,測量得到的結果基本可以代表安靜心率;


這裡所謂的沒有干擾是指要排除多種情況,比如空腹一般要求至少餐後1-2小時,再比如沒有運動干擾,因為運動前機體會有所調動,即便你還沒開始運動,你的心率就已經開始上升,而如果進行了跑步這樣的劇烈運動,運動後可能長達1-2小時心率都未必能回到安靜水平。


所以運動後哪怕休息了一段時間,測量安靜心率也不對,所以安靜心率測量是有一定嚴格條件限制的,也即

1、清醒,不能把睡著的心率當做安靜心率;

2、排除任何可能的干擾,比如進食、運動、開心、激動等;

3、沒有緊張焦慮的事情;

4、靜坐20分鐘後測量,滿足上述條件的心率才是準確的安靜心率。


很多跑者說自己安靜心率只有四五十,可能是把夜間熟睡時的最低心率當做安靜心率了,這肯定是不對的。



二、晨起心率


晨起心率又叫晨脈,還有一些說法晨起心率就是基礎心率,基礎心率這個說法有些似是而非,並不明確,但通常不把安靜心率視作基礎心率,所以基礎心率的說法不太常用。


晨脈其實很少有人真正準確測量過,晨脈的測量也是有嚴格條件限制的,你必須醒來在一分鐘之內完成測量,這時測到的才是晨脈。


晨脈不等於熟睡心率,也不等於安靜心率,晨脈比熟睡心率高,但比安靜心率略低,其實只要你早晨一醒過來,身體機能全面喚醒,你的心率就已經開始上升了,所以晨脈的測量必須要求在早晨醒來的第一時間測量,這時才能測到準確的晨脈。


如果你醒來了,但沒有起床,而是躺在床上,又或者開始刷手機,那麼這個時候你測到的心率就已經不是晨脈了,因為只要你醒過來,心率可能就比熟睡時的心率上升了8-10次甚至更多,所以跑者最好戴著手錶睡眠,當醒過來半分鐘以內掃一眼手錶,看看手錶上顯示你的心率,此時的心率就是晨脈。


此外,跑者也都理解晨脈比平時明顯加快,提示前一天身體疲勞未充分恢復,所以晨脈也是一個非常簡單的評價疲勞恢復的指標。



三、熟睡心率


熟睡期間當然沒法自己有意識地測量心率,所以跑者多通過戴著手錶睡覺,第二天將數據同步到APP中從而看到自己熟睡時的心率。


一些跑者誤把熟睡心率當做安靜心率,然後說自己安靜心率只有40多,這肯定是不對的,熟睡期間,身體進入修復過程,全身各器官系統全面進入「休息恢復」模式,身體代謝水平也隨之下降,此時心率通常可以下降到四五十,你的安靜心率越低,往往熟睡心率也越低,反之亦然。


總結一下:熟睡心率<晨起心率<安靜心率


下圖顯示了一名跑者一天的心率情況,數據來自佳明Forerunner 955,這名跑者除了洗澡以外,全天候佩戴手錶,從圖上顯示夜間心率降低到50以下,而一旦早晨醒來,心率立馬攀升到60多,安靜時心率也在60上下,運動時心率上升到150多,而運動後需要2-3小時心率才能下降到安靜心率水平。


一名跑者一天24小時心率特徵


用安靜心率評價耐力

是最簡單的方法


評價耐力的方法有很多,10分鐘步行、1英里步行、12分鐘跑、1.5英里跑、YOYO測試、最大攝氧量測試、馬拉松比賽、10000米/5000米/3000米測試等等~


這些測試方法有一個共通的特點,就是通過運動過程中的表現來評價你的耐力,當然這些方法都很OK。


有沒有更簡單、不需要通過運動就能評估耐力的方法呢?

有,那就是我們熟知的安靜心率。


安靜心率相對越低,代表心肺耐力越好,安靜心率相對越高,則心肺耐力越差。


以下就是國外某個根據安靜心率評價耐力的標準,當然這個標準並沒有得到完全公認,僅供參考。


通過安靜心率評估耐力(男性)

通過安靜心率評估耐力(女性)


為什麼耐力好的人

安靜心率都比較低


安靜心率在60~100次/分都屬於正常範圍。安靜時心率如果低於60次/分通常稱為心動過緩(前提必須是竇性心律);安靜時心率高於100次/分則稱為心動過速。


為什麼運動員,包括經常跑步的人群,安靜時心率往往低於60次/分。


經過長期運動,也可以使得安靜心率從原來每分鐘六七十次下降至五六十次,這又是什麼原因呢?



1、心臟神經調節機制改善


心臟活動受到交感神經和迷走神經兩套互相拮抗的神經共同作用,交感神經主要興奮心臟,使心跳加快,迷走神經則抑制心臟,使心跳減慢。


運動時,交感神經占優勢,心跳明顯加快,安靜時,迷走神經占優勢,心率較低,兩套神經互相拮抗,共同作用,使心臟具備較強適應能力,來應付各種情況。


通過經常性地運動,抑制心臟活動的迷走神經張力提高,交感神經活動減弱。


因此,出現了安靜時心率下降的情況,這使得心臟活動呈現節省化的表現,是心臟功能改善、神經調節更為靈敏的體現。


訓練有素的運動員或者經常跑步者,由於竇性心動徐緩,心臟的舒張期延長,使得心臟有更多時間回血充盈,為下一次收縮射血做好準備,且可以讓心臟得到充分地休息。



2、心肌功能增強


因為系統訓練後,心肌纖維超微結構發生適應性改變,心肌舒張能力和收縮能力都得到增強,心肌毛細血管密度增加,心臟血液循環加強。


這樣就使每次心臟每次搏動時射出的血液更多,也即心臟不需要跳那麼快,就可以滿足全身供血需要,導致心率降低。


我們用數學公式簡單模擬算一算:

心輸出量=每搏輸出量×心率


如果一個人心輸出量每分鐘為5000毫升,如果每搏輸出量為100毫升,那麼:

心率=5000/100=50次/分


如果每搏輸出量僅為60毫升,那麼

心率=5000/60=83次/分


就是說,心臟每次收縮更加有力,能夠射出的血液更多,自然心臟就不需要那麼累,跳那麼多次了。




運動後心率需要很長時間

才能回到安靜心率


不知道跑者有沒有留意到一個現象,跑完步之後幾分鐘以內,你的心率就可以從140-160回落到70-100左右,但要想心率完全回落到安靜水平,往往需要很長時間,這個時長是以小時計的,一般需要1-3小時,心率才會回落到安靜心率。


運動強度越大,運動量越大,運動時間越長,那麼心率回落到安靜水平的時間就會越長。


大家都知道有晨脈明顯加快提示身體疲勞未恢復,晨起是身體機能狀態最為穩定的時候,這種穩定狀態一般不會輕易變化,但為什麼晨脈會加快,你近似可以理解為一堂負荷極大的訓練課甚至可以讓你的心率七八個,甚至十幾個小時都回不到安靜水平。


那麼為什麼運動早就結束了,心率卻難以回到真正的安靜水平。


我們把這種運動後肌肉已經不工作但心率仍然較高的情況稱之為為運動後過量氧耗(excess post - exercise oxygen consumption,EPOC)。



以前認為運動後過量氧耗是為了償還運動中產生的氧虧(下圖所示紅色部分),後來科學家發現,運動後過量氧耗遠遠大於運動剛開始的氧虧,氧虧機制不足以解釋運動後過量氧耗現象,目前學術界比較一致的觀點是認為:


在運動後恢復過程中,身體從運動狀態恢復到安靜狀態需要大量氧氣來完成,其生理過程包括了平衡體內激素,補充儲存能量,修復受損的細胞,調節神經支配和新陳代謝等等,這些都需要耗氧,所以自然運動結束後心率也不可能很快回到安靜水平。


所以,即便運動已經結束,肌肉其實不再耗氧,但人體仍然不可能馬上回到安靜耗氧狀態,仍然處於比安靜高一些的耗氧狀態,耗氧比安靜高,自然心率也會比安靜時高,因為心臟活動此時仍然處於強化狀態。



總的來說,我們可以把運動後心率長時間高於安靜心率的情況視作身體修復過程,無論是代謝廢物的排泄,還是營養物質運送到肌肉參與修復,以及內分泌調解,就需要調動身體更多器官系統的參與,這樣從生理學上就會使得心運動後率雖然不是很高,但仍然會高於安靜心率水平。



運動後心率恢復快慢代謝恢復能力和疲勞程度


事實上,運動後1-2分鐘以內心率恢復速度很大程度上代表了心肺耐力水平以及疲勞程度。


我們可以觀察運動後30秒心率恢復情況,或者60秒心率恢復情況來代表心臟功能,同樣甲乙兩個人,運動時心率都是150,在運動結束後,甲在60秒後心率已經從150降低到110,而乙在60秒後心率才從150降低到130,說明甲的心臟功能較好。


下圖給出了用1分鐘心率恢復快慢評價心肺功能標準,如果1分鐘內心率可以下降30次以上代表心臟功能良好,如果下降次數低於20次說明心臟功能有待提高。


當然,目前這方面沒有統一標準,下圖僅供參考。


1分鐘心率恢復快慢的參考標準

華為GT Runner在跑步結束後就自動提供了兩分鐘心率恢復顯示,這個功能還是蠻實用的。


它顯示了跑者在運動結束後兩分鐘以內心率下降到什麼程度,一方面可以用於評價心肺功能,一方面代表了這堂訓練課你的疲勞程度,如果身體狀態差,或者訓練負荷大,那麼兩分鐘以內心率回落幅度就比正常情況慢。


華為手錶提供運動後2分鐘心率恢復信息

在間歇跑過程中,心率恢復到什麼程度也是決定間歇長短的重要依據。


一般來說,在間歇跑組間休息過程中,心率至少要下降到120,才可以開始下一組,否則恢復不充分,容易導致下一組訓練掉速明顯,並使得間歇跑訓練質量較差,間歇跑並不要求每組間歇時間相等,而是允許動態變化。




小結


安靜心率跑者往往存在測量不標準或者理解有誤的情況,同時安靜心率和跑步結束後心率恢復速度也是評價心肺功能以及疲勞的重要指標。


希望今天的內容能對大家有所幫助,加深對於安靜心率與耐力表現的關係的理解。


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