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本研究结果表明，健康运动员日常饮用氢水有轻微的提高心率作用，类似于运动自身的作用。在高强度运动训练过程中，饮用氢水能提高运动成绩，加快运动后心率恢复的速度。研究虽然只有很小群体，但结果非常积极，非常值得开展更大规模研究确认。如果这种作用比较明确，那么对于提高运动成绩，改善运动员身体健康，都具有重要意义。该内容来自欧洲学者主编2024年的新书《氢气在健康疾病中作用》第五章。这里摘要介绍，详细内容请阅读氢思语公众号。
锻炼会显著改变自主神经系统（ANS）的活动。本章的主要目的是确定通过富氢水（HRW）摄入氢气是否会影响在训练有素的运动员中进行两种实验性运动方案期间的ANS活动。这两项实验均设计为随机、双盲、安慰剂对照的交叉试验。研究A（12名长鳍游泳运动员）评估了模拟比赛日当天赛前和赛中的ANS反应，研究B（12名足球运动员）评估了重复短跑能力方案（15×30米）后的心率（HR）反应。使用DiANS PF8系统对站立和仰卧位进行了5分钟的心率变异性（HRV）方法以确定ANS活动，并使用HR监测器评估了运动后1分钟和3分钟的HR恢复情况。研究A表明，连续三天的HRW摄入显著降低了精英长鳍游泳运动员在模拟比赛日赛前阶段仅在站立位时的迷走神经活动和心率刺激。研究B表明，急性HRW摄入可以提高进行大重复短跑的团队运动运动员的心率恢复，这可能转化为训练和比赛中的性能提高。因此，看来氢气可以被认为是未来有前景的饮食补充品。
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简介
自主神经系统（ANS）活动被公认为是由锻炼引起的身体稳态扰动的敏感指标[1, 2]。在这方面，ANS在稳态调节中高度参与[3, 4]，并被认为是心脏节律的主导调节者[1]。自主心脏调节涉及交感神经和副交感神经（迷走神经）驱动在窦房结水平的相互作用[5]。交感神经以及肾上腺素和去甲肾上腺素的释放，在如运动和低氧等压力情况下对心率（HR）具有刺激作用，并在疲劳和非功能性过度训练状态下增加静息和次大运动心率[6,7,8]。另一方面，迷走神经活动会导致心率下降。与交感神经输出相比，心脏迷走神经调节通常在休息状态、睡眠以及运动后分钟内更为明显[1, 9]。
心率变异性（HRV），通过R-R间期的频率和时间域分析计算得出，是一种公认的非侵入性方法来评估ANS活动[10, 11]，特别是迷走心脏调节[1]。反映在R-R间期的高频功率（HF）（0.15–0.50 Hz）中的迷走活动，与呼吸调节的心率波动相关，引起称为呼吸性窦性心律失常的现象[12]。低频功率（LF）（0.05–0.15 Hz）被认为显示了双侧交感和迷走神经输出的联合压力反射活动[11]。除了HRV的频率分析之外，相邻R-R间期差值平方的平均值的平方根RMSSD，因为受低呼吸频率对HRV频谱分析影响较小[14]，常作为迷走活动的时间域指标[13]。此外，与HF相比，RMSSD已被先前识别为训练能力的更可靠指标[15]。自主心脏调节通常在仰卧、站立和坐位或其组合期间进行评估[16]。一些作者推荐在HRV测量期间采用站立或坐位[16,17,18]，以提高检测锻炼诱导的ANS活动变化的测试敏感性，并避免在训练有素的运动员中出现迷走饱和现象[17, 19]。
在过去的几十年中，心率（HR）和心率变异性（HRV）已经成为体育科学家、力量与体能教练、精英和业余运动员广泛使用的客观诊断工具。通过监测HR和HRV，可以评估当前身体的“可训练性—适应性”，提供有关生理对各种运动干预的反应信息[23, 24, 25]。在训练过程中，次大或大心率通常被传统地用来衡量运动强度的水平。另一方面，静息心率或运动后心率恢复（HRR）提供了关于“训练状态”和当前的自主心脏控制心率的客观数据[21, 26]。
众所周知，随着运动强度的逐渐增加，副交感活动逐渐减弱，而交感-肾上腺系统开始在稳态调节中发挥主导作用[27, 28, 29]。一旦运动结束，运动期间加速的心率随后会逐渐下降，这是由交感驱动的减弱和副交感活动的增强引起的，持续时间从几分钟到几小时不等[19, 30]。已有充分文献证明，副交感活动的时间过程主要取决于运动强度[27, 31]，以及心肺功能表现[32, 33]。在这方面，先前的研究已经证明，与未经训练的人群相比，耐力训练的运动员在运动后心率降低得更快，他们展现了更高的静息副交感活动和更快的运动后副交感活动重新[34]。此外，据，运动后HRR的显著延迟与副交感活动重新缓慢有关，这可能是由于炎症标志物浓度高，这可能反映了心血管疾病发展风险的增加[35, 36]。在另一项研究中，低副交感活动与心血管、内分泌和炎症标志物的应激后恢复受损有关[37]。Stanley等人[22]报告说，运动后副交感活动的重新，以HRR速率表示，受到高血乳酸浓度的负面影响，直到运动后恢复90分钟。作为碳水化合物分解的厌氧代谢副产品，乳酸被理解为反映给定运动的代谢需求[38]。要求高的运动也与高氧摄取量、增加的线粒体呼吸和电子传递链内的三磷酸腺苷（ATP）生产相关。然而，电子传递链也与氧化代谢有害的细胞毒性反应氧物种（ROS）的形成有关[39]。氧化应激反映了ROS的过量产生，这降低了线粒体效率[40, 41]，加速了重复冲刺期间疲劳的出现[42]，增加了交感活动[43]，并延迟了运动后的恢复[44]。
氢气被认为是一种健康的、安全的非金属气体，具有强大且有选择性的抗氧化能力，能够羟基自由基和过氧亚硝酸盐[45, 46]。除了其抗氧化特性外，氢气近被提出具有、抗凋亡和细胞信号传导特性[46,47,48]，并能减少运动引起的乳酸产生，推迟肌肉酸痛的发生[49]，以及降低感知努力的评级[50, 51]。研究表明，氢气可以轻易穿过细胞膜进入细胞空间以及线粒体，在那里它帮助维持氧化还原平衡状态和能量产生[46]。在这方面，值得注意的是，氢气还能刺激线粒体呼吸，Q循环[52]，以及氧化ATP磷酸化(OXOPHOS)速率[53]。不同的氢气给法，如富氢水(HRW)给药或氢气吸入，已被证明在不同的运动模式中具有抗疲劳效果，包括耐力[54,55,56]、力量耐力训练[49]、自行车无氧功率输出[57]、大等速肌力[58]、重复冲刺能力[59]以及在持续间歇性冲刺期间[60]。这些有希望的结果在过去十年中激发了运动员和体育科学家对氢气在健康和表现应用方面的日益增长的兴趣。此外，近的系统综述[61]得出结论，氢气补充可以缓解疲劳，但不提高健康成年人的有氧能力。另一方面，一些研究报告称，氢气补充没有效果[62,63,64]。
尽管氢气被认为是一种具有重要医疗和支持特性的新型物质，可用于各种健康状况，如SARS-CoV-2（COVID 19）[65, 66]、代谢、神经退行性、心血管或基于炎症的疾病[46, 67]，但评估氢气给药对自主心脏调节影响的研究仍然有限。有趣的是，氢气和迷走神经活动在生理和生化机制上的有利效应存在相似之处，包括在途径、调节ROS和一氧化氮信号、调节氧化还原状态、改善线粒体生物发生和功能，以及潜在的钙调节方面[68]。重要的是要提到，自主心脏调节，特别是迷走神经活动，被广泛接受为心血管健康的敏感指数[69]，因为低水平的迷走神经活动和交感神经在自主心脏调节中的主导与突发性心脏死亡和心血管疾病发展的风险增加有关[70]。关于ANS活动和氢气给药，Botek等人[71]发现，健康女性在静坐状态下急性给予1260 ml HRW显著改变了自主心脏调节。与安慰剂相比，HRW给药后25分钟和35分钟心率的增加反映了交感神经活动的显著转变。与这些发现相反，Mizuno等人[72]发现，在健康志愿者中，经过4周的HRW给药（每天600 ml），交感神经活动减弱，相对增加了静坐休息时的迷走神经活动，并得出结论，慢性HRW给药可能对自主心脏调节有积极影响。
本章介绍了两项研究。这两项研究都评估了训练有素的运动员对HRW给药的自主心脏调节反应。然而，它们之间的区别在于，研究A评估了模拟竞技日的鳍泳前和期间的反应，而研究B评估了重复冲刺能力方案后的反应。