甜飲料和高熱量飲料對健康成年人慢節奏呼吸(SPB)心臟反應性的影響

《Scientific Reports》:Effect of sweet and caloric drinks on cardiac reactivity to slow-paced breathing in healthy adults

【字體: 時間:2025年05月20日 來源:Scientific Reports 3.8

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  為探究葡萄糖對非壓力情境中心臟反應性的調節作用,研究人員開展甜及高熱量飲料對慢節奏呼吸(SPB)心臟反應性影響的研究。發現 hyperglycemia 觸發心臟副交感神經(PNS)撤減和交感神經(SNS)激活,但 SPB 仍可增強 PNS 活性,該研究為自主神經調節與血糖穩態關聯提供依據。

  
在現代快節奏生活中,人們對甜飲料和高熱量飲料的消費日益增加,而這類飲料與心血管健康的關系一直是科學界關注的焦點。心臟反應性作為自主神經功能的核心指標,其在非壓力情境下的調節機制尚不明確,尤其是高血糖是否會對其產生影響。此前研究已發現高血糖對靜息狀態下心臟活動有影響,但對非壓力任務(如慢節奏呼吸)中的心臟反應性作用卻知之甚少。為填補這一空白,德國康斯坦茨大學(University of Konstanz)的研究人員開展了相關研究,旨在明確葡萄糖對副交感神經(PNS)和交感神經(SNS)反應性的影響,該研究成果發表在《Scientific Reports》上。

研究人員采用多系統研究方法,招募了 115 名健康成年人(平均年齡 23.28 歲,76% 為女性),將其隨機分為四組,分別飲用甜且高熱量、僅甜、僅高熱量飲料或純水。在基線狀態后,參與者完成持續注意力測試和慢節奏呼吸(SPB,4 秒吸氣、6 秒呼氣)。研究過程中,通過心電圖(ECG)和阻抗心動圖(ICG)持續監測心臟活動,測量心率變異性中的連續差異均方根(RMSSD,反映 PNS 活性)和射血前間期(PEP,反映 SNS 活性),同時多次檢測血糖水平并評估主觀放松度。

初步分析與干預檢查


各組在年齡、性別、BMI 等基線特征上無顯著差異,但血糖基線、房間溫濕度存在差異。甜且高熱量組和純水組基線血糖較低,而溫濕度與 RMSSD、PEP 基線存在相關性,因此后續分析中控制了這些變量。此外,各組對飲料的喜好和甜度感知差異顯著,純水組對飲料滿意度最高,含甜味劑的飲料被認為最甜。

飲料對 RMSSD 的影響


高熱量飲料飲用后 RMSSD 下降趨勢較純水組更明顯,但在 SPB 期間,所有組的 RMSSD 均顯著增加,表明 SPB 可增強副交感神經活性。盡管甜且高熱量組在飲料飲用后和持續注意力測試期間 RMSSD 較低,但其在 SPB 中的反應與其他組無顯著差異,說明高血糖未顯著調制 SPB 誘導的 PNS 反應。

飲料對 PEP 的影響


SPB 導致所有組的 PEP 降低,表明交感神經活性下降。高熱量飲料組的 PEP 隨時間呈線性下降,提示高熱量攝入可能增強交感神經活性的動態變化,但 SPB 對交感神經的抑制作用在各組間無顯著差異,說明高血糖未影響 SPB 對 SNS 的調節效果。

飲料對主觀放松度的影響


持續注意力測試降低了主觀放松度,而 SPB 使其顯著回升,但飲料類型未對這一過程產生顯著影響。這表明 SPB 的放松效果具有普遍性,不受飲料成分或血糖水平的明顯干擾。

血糖與心臟指標的相關性


測試前血糖濃度與測試期間的 RMSSD 呈負相關,與 SPB 期間的 PEP 也呈負相關,提示高血糖可能與副交感神經活性降低和交感神經活性升高相關,但這種關聯在 SPB 過程中并未阻礙其對自主神經的調節作用。

研究結果表明,盡管高血糖會觸發心臟 PNS 撤減和 SNS 激活,但慢節奏呼吸仍能有效增強副交感神經活性、降低交感神經活性,并提升主觀放松度,且這一效果不受飲料的甜度或熱量影響。該研究支持了自主神經空間模型,強調了自主神經調節與血糖穩態之間的緊密聯系,同時表明高血糖對慢節奏呼吸心臟反應性的調制作用有限。這一發現不僅深化了對代謝與自主神經系統相互作用的理解,也為通過呼吸練習改善心血管健康提供了新的視角,尤其是在高血糖人群中,SPB 可能是一種有效的自主神經調節手段。研究結果為未來探索血糖水平與情緒調節、社會應激等場景中心臟反應性的關系奠定了基礎,也提示在臨床和健康管理中可考慮將慢節奏呼吸作為一種普適性的干預措施。

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