探究同步呼吸对模拟的3天400米跑步过程中心理生理压力的影响

《Journal of Public Health Management and Practice》：Exploring the Influence of Coherent Breathing on Psychophysiological Stress During a Simulated 3-Day 400-m Race

　　**摘要**

奇隆（Chiron）、古洛伦（Gul?ren）、埃尔布兰（Erblang）、普瓦里埃（Poirier）、埃尔巴兹（Elbaz）、塞尔沃内特（Servonnet）、高丹（Gaudin）、勒科兹（Le Coz）、洛佩斯（Lopes）、切纳乌伊（Chennaoui）、哈农（Hanon）、莱格尔（Léger）和托马斯（Thomas）共同探讨了在模拟的3天400米比赛中，一致性呼吸对心理生理压力的影响。《力量与条件研究杂志》（J Strength Cond Res）第40卷第5期，文章编号e460-e471，2026年。对于精英运动员来说，尤其是在高强度竞技期间，管理心理生理压力至关重要。一致性呼吸被认为是一种非侵入性策略，可以通过调节自主神经系统、神经内分泌系统和炎症反应来增强恢复能力。本研究调查了在经历反复超最大强度训练的运动员中，一致性呼吸对自主神经系统（ANS）、下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴调节、炎症反应和睡眠参数的影响。22名运动员被随机分为对照组（CONT，n = 11）和一致性呼吸组（RELAX，n = 11）。在为期8天的模拟比赛过程中，运动员完成了3次400米跑步测试。研究中评估了心率变异性、唾液生物标志物（α-淀粉酶、皮质醇、睾酮、IL-1β）以及睡眠参数。双向重复测量方差分析显示，与对照组相比，RELAX组的副交感神经活动显著增强（连续差值的均方根，p < 0.01），皮质醇反应更加稳定（p < 0.01），IL-1β水平也更低（p < 0.05），总睡眠时间更长（p < 0.05），睡眠潜伏期更短（p < 0.05）。两组在运动表现上没有显著差异。一致性呼吸通过改善自主神经系统平衡、调节HPA轴活动、减轻炎症反应和提高睡眠质量，有效地调节了心理生理压力。这种易于实施且成本较低的干预措施可能有助于那些面临反复高强度训练的运动员的恢复和适应能力。

**通俗语言摘要：**

本研究测试了一致性呼吸是否能够帮助训练有素的运动员在模拟的3天400米比赛中更好地应对心理生理压力。22名运动员被随机分配到对照组或一致性呼吸组，在8天的过程中进行了3次400米跑步测试。与对照组相比，一致性呼吸组的副交感神经活动更高（连续差值的均方根，p < 0.01），皮质醇水平更稳定（p < 0.01），IL-1β水平更低（p < 0.05），总睡眠时间更长（p < 0.05），睡眠潜伏期更短（p < 0.05），但运动表现没有变化。一致性呼吸可能为在高强度竞赛环境中提供一种简单且低成本的策略，以改善运动员的恢复和适应能力。

**引言**

精英运动员面临的主要挑战之一是应对与竞技环境和反复高强度训练相关的焦虑。在这种情况下，压力指的是超出机体典型适应能力的生理和心理需求，导致稳态失衡（44），这在超最大强度运动中尤为常见（29）。心理生理压力表现为认知和生理反应的结合，可以定义为一种实际或感知到的威胁，会改变身体的平衡状态（46）。这种压力反应可能通过行为（43）、心理（3）和生理（47）变化表现出来。此外，压力引起的改变通常会影响生物系统，包括炎症过程的失调，从而增加各种病理生理状况的风险（42）。许多研究已经记录了超最大强度运动和竞技压力对稳态平衡的影响，特别是对自主神经系统（ANS）和下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴的影响（17,23,24,40）。具体来说，精英运动员连续进行超最大强度运动所导致的心理生理压力会减弱副交感神经调节，并扰乱唾液激素谱型，而这些激素是系统稳态的关键指标。剧烈的身体锻炼和竞技心理压力的共同作用会显著扰乱自主神经和神经内分泌功能，导致不平衡，影响表现和恢复（20）。因此，调节心理生理压力对于在国际比赛中的精英运动员来说至关重要。恢复被广泛定义为一系列生理和心理过程，旨在在训练或比赛后恢复稳态并补充运动员的表现能力，在需要在限定时间内反复比赛的赛事中尤为重要（34）。然而，许多精英运动员并没有总是优先考虑他们的恢复策略。事实上，竞赛的不可预测性有时会妨碍运动员遵守旨在减轻压力和促进恢复的建议，尤其是在睡眠管理方面，尽管他们意识到睡眠不足或质量差会对这些过程产生负面影响（48）。睡眠被认为是高性能社区（教练和运动员）和科学界公认的最重要的恢复方式，但它也极易受到压力影响（14）。此外，通过定量睡眠分析（如睡眠质量或睡眠潜伏期）和定性分析（特别是慢波睡眠阶段）可以突出心理生理压力与睡眠障碍之间的因果关系（14）。在这种情况下，实施结构化的呼吸策略可以作为调节心理生理压力、优化睡眠并最终促进运动后恢复的宝贵工具（45）。在这些策略中，缓慢的呼吸方法——通常称为一致性呼吸——因其成本效益、可及性和在运动员群体中的易用性而受到关注（4）。除了简单性之外，一致性呼吸还表现出一系列有益的生理和心理效果，旨在支持表现和恢复（36）。具体来说，一致性呼吸可以刺激调节自主神经平衡、内分泌功能和炎症反应的神经生理过程。这包括在高强度运动后重新激活副交感神经活动，从而改善睡眠参数和加速身体恢复（13）。通过激活迷走神经传入纤维，一致性呼吸有助于神经内分泌调节（25）、免疫调节（2）和减轻焦虑症状（27），这些都是有效恢复的关键组成部分。此外，一致性呼吸不仅可以通过减少睡眠潜伏期和延长睡眠时间来改善睡眠质量，还可以促进更深层次的睡眠阶段（如慢波睡眠），这对肌肉修复和激素恢复至关重要。因此，像一致性呼吸这样的呼吸干预措施代表了在紧张竞赛期间管理和促进生理适应能力的一种有前景的恢复方法（35）。然而，迄今为止，尚未有研究在重复超最大强度训练的背景下，检查控制性呼吸协议对自主神经系统和HPA轴综合生物标志物的具体影响。本研究的目的是使用多因素设计评估一致性呼吸协议对心理生理压力的影响，包括在模拟比赛中训练有素的运动员的自主神经系统活动和HPA轴功能的生物标志物。在将这种呼吸方法纳入精英运动员的训练计划之前，我们的目标是确定一致性呼吸是否能够减轻压力反应，调节稳态的生物指标，并在反复超最大强度训练期间改善睡眠。我们具体假设一致性呼吸可以增强副交感神经调节，降低唾液生物标志物中反映的炎症和神经内分泌指标，并改善与恢复相关的睡眠指标，包括减少睡眠潜伏期和延长总睡眠时间，从而支持连续3次400米比赛的表现。

**方法**

**实验设计**

我们设计了一场模拟竞赛，以尽可能复制真实比赛的条件和效果。鉴于世界级和精英运动员在比赛中通常表现出的心理生理压力反应，这项干预措施旨在在一系列400米比赛中调节心理生理压力。收集的数据基于与前一项研究相同的心理生理标志物以及炎症压力的生物标志物，并结合睡眠监测，使我们能够验证一致性呼吸是否有助于调节压力，从而改善专注于超最大强度训练的运动员的恢复。为了比较模拟比赛期间的测量结果，在测试阶段前的3天内建立了基线，而后期测试阶段则对应于最后一次比赛后的2天（图1）。

**受试者**

根据先前的研究（17），为了达到95%的统计功效和5%的显著性水平，本研究纳入了22名（n = 22）来自法国田径联合会的训练有素的运动员（15名男性：平均年龄22.8 ± 3.3岁，身高178 ± 6.9厘米；7名女性：平均年龄21.3 ± 2.4岁，身高170 ± 5.6厘米）。根据McKay等人的分类标准，这些运动员的个人最佳成绩符合国家级比赛的资格（男子400米50.44秒，女子59.14秒；男子400米跨栏56.24秒，女子67.04秒；男子800米177.00秒，女子140.00秒）。匈牙利田径成绩表（WA）是国际公认的准确性能评分表，用于根据运动员的表现水平进行排名。所有受试者在提供书面知情同意书之前都了解了研究方案、他们的权利和相关风险。所有程序均得到了CERSTAPS伦理委员会的批准（CERSTAPS编号2022-A00644-39，批准日期2022年3月15日），并遵循了《赫尔辛基宣言》（1964年，2001年修订）。

**程序**

受试者（N = 22）完成了首次访问（第0天：熟悉阶段），在此期间进行了初步测量。初步评估包括竞赛状态焦虑量表-2（CSAI-2R）问卷、微量血液样本（用于测量乳酸水平）以及收集唾液标志物、睡眠数据（心率变异性[HRV]）的指导。随后，受试者被随机分配到两个组之一：对照组（CONT，n = 11）或练习称为一致性呼吸的放松技巧的组（RELAX，n = 11）。然后，受试者独立继续收集心理生理压力指标（前测：第1、2、3天），RELAX组每天练习放松技巧3次。在测试期间，受试者在连续3天内进行了3次400米跑步，每次跑步之间有24小时的恢复时间，模拟了一系列由两名个人最佳成绩相似的运动员组成的小组赛，以考验运动员的能力。半决赛和决赛在后续的3天（测试：第4、5、6天）进行。所有心理生理压力指标都在这一时期被收集。3天的测试结束后，受试者继续独立进行，并继续收集心理生理压力指标（后测：第7天）。

**恢复应用策略（一致性呼吸与Respi Relax+）**

在22名受试者中，有11人被随机分配到RELAX组（n = 11）。他们被指导每天练习3次一致性呼吸（晨起后和午餐后以及睡前）。一致性呼吸是一种基于呼吸的温和放松方法，通过调节心率来帮助减轻压力。该方法遵循“365规则”：每天3次；每分钟6次呼吸，每次吸气5秒，然后呼气5秒，持续5分钟。练习时需要坐直，双脚平放在地上，双腿不交叉以释放腹部。吸气要深而规律，达到腹部，每次呼吸和呼气持续5秒，每分钟6个呼吸周期。受试者使用RespiRelax应用程序（可在Android和Apple应用商店中找到，法国Allevard）来进行练习，该应用程序可以帮助在5分钟的练习过程中调节呼吸（吸气和呼气）。在初次访问期间，受试者与实验者进行了熟悉度培训，以确保他们能够独立进行练习。在测试阶段（第3天、第4天和第5天），受试者每天参加400米赛跑。为了确保每位运动员的基线水平相同，在实验前对不同的内部控制因素进行了调整，例如训练量和强度，同时确保运动员不在高强度的特定准备期内，并在实验期间停止训练。此外，通过每天记录饮食的数量（潜在肾酸负荷）和内容来控制食物摄入量，各组之间没有差异。这些比赛被视为模拟竞赛，包括特定的热身活动、等候室以及从起跑块开始的直接对抗赛。为了测量表现（400米赛跑的单次用时），使用iPhone 11（1080p高清，60帧每秒，苹果公司，加利福尼亚州库比蒂诺）和iPad Pro（1080p高清，60帧每秒，苹果公司）进行视频录制。计时通过鼓掌开始。摄像机垂直放置在终点线处，与正式比赛相同，当运动员的肩线穿过终点线时计时停止。视频通过软件分析，以获得精确到百分之一的秒的测量结果。作为备用方法，还使用了手动秒表。所有表现测试由两位来自法国国家400米队的官方田径裁判同时进行计时，以避免方法上的偏差（17）。400米赛跑在室内跑道上进行，跑道长度为340米（位于法国巴黎的体育专家与表现研究所Maigrot大厅），以确保条件高度可重复（温度保持恒定，且无风）。每场比赛前，运动员像参加真实比赛一样进行准备，使用技巧保持冷静和专注。在测试前的几天里，训练量和强度进行了调整和减少，以确保他们处于最佳状态并有动力表现。运动员的热身时间与比赛时相同，持续1小时。运动员需要遵循他们平时的比赛流程，包括活动、慢跑、拉伸、技术练习、冲刺和起跑。战术上，运动员接受了专门训练，以利用磷酸肌酸储备快速高效地启动（38），从而获得初始优势。作为400米项目的专家，他们还学会了如何管理自己的体力，并在最后100米处应对速度不可避免的下降（28）。此外，受试者进行了直接的1对1对抗赛，要求他们赢得比赛并取得最佳表现，仿佛他们必须晋级下一轮，他们的排名会影响到第二天的参与。在整个测试过程中，运动员像在竞争环境中一样获得了口头鼓励和支持，以确保他们感到被支持和激励。

**血液乳酸浓度（[La]）**是通过指尖穿刺（20 μL）来测量的，以评估酸碱平衡。样本在初次访问（熟悉度培训）时静息状态下采集（在开始热身之前），以及在每次比赛结束后4分钟（+3′）和8分钟（+6′）采集。样本使用Lactate Pro 2设备（Arkray，LT-1730，日本京都）进行分析。

**竞赛状态焦虑问卷（CSAI-2R）** 使用CSAI-2R的修改版本来测量表现前的认知焦虑、躯体焦虑和自信心（37）。CSAI-2包含27个项目，每个子量表有9个项目。认知焦虑的例子包括“我对这次比赛感到担忧”和“我担心表现不佳”，而躯体焦虑的例子包括“我感到紧张”和“我的身体感到紧绷”。响应量表允许受试者在1（一点也不）到4（非常）的范围内对每个症状的强度进行评分，每个子量表的得分范围为9到36分。此外，还包括一个方向量表，受试者对每个症状的强度对后续表现的作用程度进行评分，范围是从-3（非常拖累）到+3（非常促进）。因此，每个子量表的可能方向得分范围是从-27到+27，正分数表示促进状态，负分数表示拖累状态。每位受试者在预测试期间（熟悉度培训）完成了CSAI-2R问卷，建立了基线值。随后，所有44位受试者在每次比赛前和开始热身前都完成了该问卷。

**心率变异性（HRV）** **躺卧到站立测试：直立测试**：直立测试是倾斜测试的一种变体，旨在收集10分钟内的R-R间期，交替进行5分钟的躺卧状态和5分钟的站立状态。该测试每天在相同时间（约30分钟）进行（在黑暗的房间内，即窗帘拉上）（6）。在开始测试前，指导运动员使用洗手间以避免记录过程中的交感神经激活。醒来后，受试者在胸部佩戴Polar H10心率带（H10，Polar Electro GmbH，芬兰），然后躺在床上5分钟，之后站起来并保持静止5分钟。要求受试者正常自然呼吸。数据通过蓝牙持续记录在整个10分钟的测试中，使用Elite HRV应用程序（版本5.2.1，Elite HRV Inc.，北卡罗来纳州阿什维尔），该应用程序可以记录最常见的HRV指标。所有数据随后下载到Kubios HRV Premium软件（版本3.4.3）中进行信号分析。

**唾液样本** **唾液收集**：首先，在每个测试期间的早晨，在HRV测试之后立即收集唾液样本。此外，在模拟比赛期间还收集了赛前和赛后的样本。赛前样本是在热身之前收集的，赛后样本是在运动结束10分钟后收集的。样本在测试前3天（预测试期间）和比赛后的2天（后测试期间）收集，以评估恢复情况。收集唾液时必须至少在最后一次饮水、进食和漱口后30分钟。所有运动员都健康状况良好，没有躯体或睡眠障碍的病史。为了标准化唾液收集过程，受试者坐在舒适的位置。每次收集至少3毫升的唾液样本。收集后，样本被分装到3毫升的微量管中，然后直接转移到-20°C的容器中，并储存于-80°C的冷冻柜中。一些唾液样本经过简单的冻融循环处理。在浓度测量过程中，样本被离心（14,000×g，2分钟）以去除颗粒物质，清澈的样本转移到适当的测试孔中。所有分析都在我们的分析实验室进行，作为常规流程的一部分。

**酶学指标**
- **α-淀粉酶**：使用商业酶学试剂盒（IBL-Tecan，德国汉堡）测量唾液中的α-淀粉酶。所有样本单独测量，数据表示为绝对浓度。根据制造商的说明，样本按照1/301的比例稀释。唾液α-淀粉酶的数据以毫克的每毫升（U·ml^-1）表示。单次测量的应用范围是0到400 U·ml^-1。测量的重复性和内部变异系数在制造商规定的范围内。
- **皮质醇**：使用商业ELISA试剂盒（Salimetrics LLC，宾夕法尼亚州州立学院）测量唾液中的皮质醇。所有样本单独测量，数据表示为绝对浓度。样本在测量时以纯形式处理。唾液皮质醇的数据以微克的每分升（μg·dl^-1）表示。单次测量的定量限为0.012 μg·dl^-1。测量的重复性和内部变异系数在制造商规定的范围内。
- **睾酮**：使用商业ELISA试剂盒（Salimetrics LLC）测量唾液中的睾酮。所有样本单独测量，数据表示为绝对浓度。样本在测量时以纯形式处理。唾液睾酮的数据以皮克的每分升（μg·dl^-1）表示，但为了计算T/C比率转换为微克的每分升（μg·dl^-1）。单次测量的定量限为6.1 pg·ml^-1。测量的重复性和内部变异系数在制造商规定的范围内。
- **IL-1-β**：使用商业ELISA试剂盒（Salimetrics LLC）测量唾液中的IL-1-β。所有样本单独测量，数据表示为绝对浓度。根据制造商的说明，样本按照1/15的比例稀释。唾液IL-1-β的数据以皮克的每毫升（pg·ml^-1）表示。单次测量的定量限为3.13 pg·ml^-1。测量的重复性和内部变异系数在制造商规定的范围内。

**睡眠监测**：使用Oura Ring Version 3（ōura Health Ltd., 芬兰）进行定性和定量睡眠监测。Oura Ring配备了一个集成的光电容积描记传感器和惯性测量单元。这款戒指轻便（4–6克），防水且用户友好，电池寿命为6天。数据自动传输到移动应用程序（兼容Android和iOS），然后上传到云服务器。要求受试者从初次访问（熟悉度培训）到测试结束（D7）每晚都佩戴Oura Ring。数据每天早上自动更新并从云端导入，数据每5秒收集一次。分析的睡眠指标包括总睡眠时间、睡眠潜伏期、在床上的时间、慢波睡眠时间、浅睡眠时间和快速眼动（REM）睡眠时间。表1 - CONT组数据汇总表。
| 控制组 | 测试前（D1至D3） | 测试：热身（D4） | 测试：半决赛（D5） | 测试：决赛（D6） | 测试后（D7） | 成绩（秒） | 时间 |
|-------|-------------|-----------|-----------|-----------|-----------|---------|--------|
| | | | | | | |--------|--------|
| | 55.71 ± 4.19 | | | | | 55.57 ± 4.34 | |
| | 乳酸血症 | 1.4 ± 0.6 | 1.7 ± 0.5 | 1.7 ± 0.5 | | | |
| | 3分钟后 | 20.0 ± 3.8 | 19.8 ± 2.9 | 19.7 ± 1.4 | | | |
| | 6分钟后 | 19.1 ± 2.7 | 19.0 ± 0.8 | 18.8 ± 2.2 | | |
| | CSAI-2R（单位） | 9.42 ± 11.21 | 10.30 ± 11.06 | 10.30 ± 10.48 | 9.97 ± 11.20 | |
| | 8.79 ± 13.54 | 10.09 ± 11.74 | 9.58 ± 12.58 | 8.30 ± 11.88 | | |
| | 13.45 ± 9.22 | 12.24 ± 8.56 | 12.39 ± 9.60 | 12.15 ± 8.86 | | |
| | HRV（ms?1·bpm） | 84.21 ± 6.28 | 90.29 ± 21.26 | 79.58 ± 20.46 | 81.13 ± 52.60 | |
| | 56.51 ± 1.24 | 54.99 ± 7.45 | 59.80 ± 8.12 | 59.40 ± 6.00 | 55.75 ± 6.11 | |
| | 40.811 ± 22.42 | 35.021 ± 21.603 | 45.335 ± 18.481 | 51.825 ± 22.745 | 49.283 ± 37.473 | |
| | 146.799 ± 90.595 | 127.229 ± 74.406 | 118.515 ± 55.759 | | | |
| | 217.937 ± 85.594 | 219.567 ± 122.401 | 240.265 ± 120.107 | | | |
| | 0.366 ± 0.155 | 0.310 ± 0.123 | 0.374 ± 0.181 | 0.249 ± 0.122 | | |
| | 0.018 ± 0.007 | 0.017 ± 0.007 | 0.017 ± 0.006 | 0.016 ± 0.008 | | |
| | 0.013 ± 0.004 | 0.012 ± 0.004 | 0.013 ± 0.007 | | | |
| | 0.022 ± 0.010 | 0.018 ± 0.008 | 0.019 ± 0.008 | | | |
| | 0.065 ± 0.028 | 0.069 ± 0.044 | 0.068 ± 0.050 | 0.096 ± 0.141 | | |
| | 0.068 ± 0.063 | 0.096 ± 0.065 | 0.104 ± 0.085 | | | |
| | 0.063 ± 0.066 | 0.043 ± 0.035 | 0.059 ± 0.058 | | |
| | 835.547 ± 646.202 | 928.133 ± 760.721 | 815.842 ± 569.373 | 796.131 ± 641.798 | 1,309.800 | |
| | 174.848 ± 136.783 | 248.275 ± 222.740 | 209.961 ± 225.692 | | | |
| | 430.706 ± 398.889 | 493.564 ± 455.784 | 615.314 ± 474.296 | | | |

表2 - RELAX组数据汇总表。
| | 测试前（D1至D3） | 测试：热身（D4） | 测试：半决赛（D5） | 测试：决赛（D6） | 测试后（D7） | 成绩（秒） | 时间 |
|-------|-------------|-----------|-----------|-----------|-----------|---------|--------|
| | 54.58 ± 6.85 | 54.35 ± 6.65 | 54.42 ± 6.65 | | | |
| | 乳酸血症（mmol·L?1） | 1.5 ± 0.3 | 1.6 ± 0.4 | 1.6 ± 0.4 | | | |
| | 3分钟后 | 20.1 ± 2.1 | 19.3 ± 1.3 | 19.3 ± 1.4 | | | |
| | 6分钟后 | 18.4 ± 2.1 | 17.9 ± 3.0 | 17.6 ± 2.3 | | | |
| | CSAI-2R（单位） | 8.78 ± 11.49 | 10.58 ± 10.50 | 9.76 ± 11.32 | 9.55 ± 10.68 | |
| | 8.39 ± 12.69 | 9.52 ± 11.96 | 9.33 ± 11.88 | 8.97 ± 11.77 | | |
| | 14.15 ± 8.41 | 13.79 ± 8.45 | 13.18 ± 8.85 | 14.00 ± 8.61 | | |
| | HRV（ms?1·bpm） | 88.77 ± 37.29 | 97.61 ± 24.14 | 75.08 ± 35.50 | 79.33 ± 37.72 | |
| | 55.17 ± 9.66 | 52.71 ± 8.60 | 57.31 ± 7.39 | 56.83 ± 12.73 | 55.97 ± 8.32 | |
| | 47.759 ± 18.393 | 58.588 ± 18.010 | 46.523 ± 22.520 | 55.822 ± 29.517 | | |
| | 181.271 ± 97.518 | 212.089 ± 106.479 | 164.025 ± 90.457 | | |
| | 0.364 ± 0.147 | 0.375 ± 0.202 | 0.315 ± 0.140 | 0.332 ± 0.135 | |
| | 0.249 ± 0.239 | 0.199 ± 0.096 | 0.235 ± 0.078 | | |
| | 0.025 ± 0.014 | 0.025 ± 0.014 | 0.021 ± 0.012 | 0.018 ± 0.008 | |
| | 0.084 ± 0.054 | 0.079 ± 0.044 | 0.074 ± 0.055 | 0.081 ± 0.057 | |
| | 0.121 ± 0.109 | 0.134 ± 0.121 | 0.126 ± 0.132 | | |
| | 0.041 ± 0.040 | 0.045 ± 0.028 | 0.076 ± 0.085 | | |
| | 949.190 ± 597.011 | 1,315.445 ± 848.265 | 1,239.753 ± 901.914 | 785.930 ± 409.890 | 1,116.250 | |
| | 321.798 ± 333.492 | 335.218 ± 207.184 | 293.569 ± 191.630 | | |
| | 506.478 ± 442.382 | 506.827 ± 525.667 | 507.536 ± 458.236 | | |

*CONT组的各种心率变异性（HRV）指标、唾液生物标志物、睡眠参数、CSAI-2R评分、表现和乳酸浓度的汇总表。
**RELAX组的各种心率变异性（HRV）指标、唾液生物标志物、睡眠参数、CSAI-2R评分、表现和乳酸浓度的汇总表。**

对于CONT组的运动员（男女），在D4、D5和D6阶段的400米比赛中，平均成绩分别为：55.71 ± 4.19秒（男性：53.32 ± 2.66秒；女性：59.90 ± 2.76秒）、55.78 ± 4.09秒（男性：53.58 ± 2.67秒；女性：59.62 ± 3.26秒）和55.57 ± 4.34秒（男性：53.09 ± 2.68秒；女性：59.90 ± 3.02秒）。RELAX组的平均成绩分别为：54.58 ± 6.85秒（男性：50.85 ± 2.50秒；女性：64.53 ± 2.92秒）、54.35 ± 6.65秒（男性：50.70 ± 2.09秒；女性：64.09 ± 3.20秒）和54.42 ± 6.65秒（男性：50.74 ± 1.96秒；女性：64.23 ± 2.99秒）。两种条件下或不同比赛之间的差异均无显著性（p > 0.05）。

-table 1和table 2中报告了测试期间受试者的乳酸值。CONT组在D4、D5和D6后的平均最大乳酸浓度分别为20.0 ± 3.8 mmol、19.8 ± 2.9 mmol和19.7 ± 1.4 mmol，且峰值乳酸值均出现在比赛后3分钟。RELAX组在相同时间点的平均最大乳酸浓度分别为20.1 ± 2.1 mmol、19.3 ± 1.3 mmol和19.3 ± 1.4 mmol， ebenfalls在3分钟后达到峰值。两种条件下的最大乳酸浓度或测试期间无显著性差异（p > 0.05）。

在CONT组中，熟悉阶段与D4阶段相比，身体焦虑水平显著增加（p < 0.05）；自信心水平显著下降（p < 0.05）。在RELAX组中，身体焦虑水平同样显著增加（p < 0.05）。所有HRV结果均显示，在D4与D5之间，CONT组的仰卧位RMSSD显著下降（p = 0.008），而RELAX组在模拟比赛期间无显著差异（p > 0.05）。此外，CONT组早晨的静息心率在D4与D5之间显著增加（p < 0.05），RELAX组在D4与D5的400米比赛期间以及D4与D6之间也显著增加（p < 0.05）。D7: 1,309.800 ± 837.504 pg·ml?1；男性：1,397.786 ± 970.716 pg·ml?1；女性：1,578.375 ± 1,028.434 pg·ml?1。IL-1β水平在第七天（D7）显示出显著的增加。RELAX组中未观察到IL-1β浓度的显著差异（p > 0.05）。

**睡眠标志物**
受试者在实验过程中记录的睡眠标志物见图1A和表2。

**总睡眠时长**
CONT组在测试前、测试期间和测试后期间之间没有显著差异（p > 0.05）。在RELAX组中，总睡眠时长在测试前与第四天之间显著增加（p < 0.05；测试前：24,555.2 ± 4,697.0秒；第四天：27,960.0 ± 3,684.1秒）。在第四天与测试后期间，RELAX组的总睡眠时长减少（p < 0.05；第四天：27,960.0 ± 3,684.1秒；第七天：24,174.0 ± 5,221.18秒）（图4）。RELAX组的总睡眠时长显著增加，与基线值相比平均增加了约56分钟（p < 0.05）。

**快速眼动睡眠时长**
CONT组和RELAX组之间没有显著差异（p > 0.05）。

**浅睡眠时长**
CONT组和RELAX组之间没有显著差异（p > 0.05）。

**深睡眠时长**
CONT组之间没有显著差异（p > 0.05）。在RELAX组中，深睡眠时长在测试前与第四天之间显著增加（p < 0.05；测试前：8,772.18 ± 2,391.3秒；第四天：9,820.91 ± 2,584.9秒）。

**睡眠潜伏期**
CONT组和RELAX组之间的任何测量结果都没有显著差异（p > 0.05）。然而，当分析相对于测试前期的百分比变化时，在第五天发现两组之间存在显著差异（p < 0.05）（图5）。

**讨论**
这项研究首次利用基于多重生物标志物分析的系统性方法，强调了放松策略的效果。本研究旨在评估连贯呼吸对训练有素的运动者在模拟比赛期间心理生理压力的调节作用。主要结果表明，RELAX组中连贯呼吸的练习增强了副交感神经活动，特别是RMSSD（作为迷走神经张力的直接标志物），稳定了唾液生物标志物（如α-淀粉酶和皮质醇）的水平，并增加了总睡眠时长。此外，RELAX组中IL-1β水平没有显著变化，表明其具有对抗由身体压力引起的炎症反应的保护作用。在本研究中，专业运动员在第四天至第六天的表现时间在CONTROL组和RELAX组之间没有显著差异（p > 0.05），表明连贯呼吸没有急性影响比赛结果。同样，赛后血液乳酸浓度与官方比赛中通常记录的值一致，证实模拟比赛成功再现了真实的生理需求。乳酸水平和表现疲劳在两种条件下的等同性支持了生理和恢复反应的有效比较，因为两组达到了相似的劳累程度。因此，任何在恢复指标或自主神经系统调节方面观察到的差异都可以具体归因于心脏协同性的效果，而不是由于体力努力或代谢压力的差异。与CONTROL组相比，RELAX组在模拟比赛期间表现出RMSSD的显著降低（心率变异性的一项关键时间域指标），而RELAX组的运动员保持了稳定的副交感神经调节（图2）。这种差异反映了CONTROL组向交感神经主导的转变，这种现象经常与比赛压力或重复的最大努力相关。连贯呼吸缓解了这种不平衡，支持了先前关于其对心率变异性（HRV）调节作用的研究结果，特别是对副交感神经成分的调节作用。尽管HRV越来越多地被用于监测运动员的恢复和训练适应性，但其效用仍存在争议。一些作者强调其预测过度训练的能力及其与迷走神经张力和压力恢复力的关系，而另一些作者则对方法学变异性和个体对环境因素的敏感性表示担忧。尽管如此，连贯呼吸对自主神经系统灵活性的评估仍有价值，尤其是在高表现环境中。我们的结果证实，连贯呼吸在这些指标上保持了稳定，表明在类似比赛条件下具有保护性自主神经系统效应。为了补充这一分析，我们检查了唾液α-淀粉酶，这是一种已建立的交感神经系统激活和神经内分泌压力的生物标志物。其对交感神经刺激的快速反应性使其特别适用于评估比赛焦虑，正如先前的研究所证明的。在测试期间，CONTROL组表现出α-淀粉酶水平的显著增加，反映了急性的心理生理压力反应。相比之下，RELAX组保持了更稳定的浓度（表1），这加强了连贯呼吸可能抑制过度交感神经激活的假设——尽管确切的神经生理途径仍需进一步阐明。两组在早期（尤其是在第四天）的差异表明呼吸协议对压力生理有快速的调节作用。机制上，连贯呼吸通过调节呼吸性窦性心律不齐来恢复自主神经系统平衡：呼气增强副交感神经活动（通过迷走神经输入），而吸气促进交感神经驱动。通过将呼吸与内在的压力感受器频率同步，连贯呼吸通过压力感受器共振增强了副交感神经张力，提高了心血管灵活性。综上所述，这些发现支持将连贯呼吸作为一种实用工具，用于调节经历重复性超最大努力的运动员的自主神经系统和神经内分泌压力。尽管其对表现时间的即时影响可能有限，但HRV和α-淀粉酶水平的稳定表明了生理恢复力的增强，这是恢复和长期训练效率的重要组成部分。这种自主稳定也可能有助于促进恢复策略（如睡眠）和基线稳态过程的恢复。此外，关于唾液皮质醇的结果（一个关键的应激反应生物标志物）支持连贯呼吸在调节HPA轴方面的潜在益处。在练习连贯呼吸的RELAX组中出现了两个主要观察结果。首先，在运动前和运动后期间观察到皮质醇水平的显著调节，且这种差异在整个研究时间线中保持一致。这与对照组形成对比，后者在比赛最后一天没有表现出明显的调节。这些发现表明，连贯呼吸可能在稳定HPA轴方面发挥关键作用，从而保持对重复性身体努力的平衡神经内分泌反应。这种现象与肾上腺耗竭的概念一致，即长时间暴露于高强度压力会导致肾上腺活动减弱和皮质醇产量减少。在对照组中，缺乏像连贯呼吸这样的调节干预似乎导致了皮质醇产量的逐渐下降，表明对重复压力的生理反应能力降低。相比之下，RELAX组的运动员在整个比赛日中保持了更一致的皮质醇调节，表明连贯呼吸有助于减轻肾上腺耗竭。然而，当比较CONTROL组和RELAX组（连贯呼吸组）的运动前皮质醇水平时，没有观察到显著差异。这一结果与先前的研究一致，表明在高度训练的运动员中，赛前皮质醇水平的影响可能有限，尤其是在压力受控或适中的情况下。总体而言，连贯呼吸似乎有效地调节了自主神经系统和HPA轴，使运动员能够在比赛的累积要求下保持稳定的皮质醇水平。此外，结合评估唾液α-淀粉酶和皮质醇可以为评估慢性压力提供一种可靠的方法，因为它涵盖了参与心理生理压力反应的多个途径。这种双生物标志物策略有助于更细致地理解压力相关生理激活的时间动态。与先前研究一致，CSAI-2R评分在两种条件下均显示出在模拟比赛期间的身体和认知焦虑的显著增加。此外，CONTROL组的自信心在熟悉阶段和第一个测试日之间显著下降。这一结果与先前的研究一致，表明自信心的下降可能对表现产生负面影响。Craft等人建立的关系表明，自信心是这三个因素中唯一可以对表现产生积极影响的因素。因此，实施这种呼吸策略可能有助于增强自信心，从而随着时间的推移提高表现。考虑到之前的结果，我们的研究表明连贯呼吸通过调节自主神经系统活动来减弱心理生理压力反应。这种呼吸技术似乎还有助于提高应激恢复力，并可能成为参与高强度赛事的运动员的有效策略。此外，我们的研究首次证明了在一系列超最大努力中实施心脏协同性后，炎症生物标志物（如IL-1-β）的调节。唾液IL-1-β浓度的变化似乎受到连贯呼吸的显著影响。关于IL-1-β有两个主要观察结果。首先，在CONTROL组中观察到基线和测试后值之间的显著差异，而在RELAX组中没有发现这种变化。其次，在CONTROL组中，运动前后的测量值存在显著变化，而在RELAX组中保持稳定。这些发现，特别是CONTROL组中IL-1-β的显著增加，与科学文献一致，其中预期在重复压力刺激下会增强炎症反应。然而，RELAX组在剧烈运动后也没有观察到IL-1-β的显著调节，这一点特别值得注意。这是首次观察到与呼吸策略相关的运动诱导的炎症反应缺失。这表明连贯呼吸可能在调节免疫反应方面发挥作用，特别是通过减弱IL-1-β等促炎通路的激活。这些发现突显了连贯呼吸在对抗过度炎症细胞因子增加方面的潜在抗炎和保护作用。RELAX组中IL-1-β水平的稳定表明，连贯呼吸不仅增强了自主神经系统和神经内分泌系统的调节，还有助于调节免疫活动。因此，这种实践可能是一种有效的策略，可以防止炎症过载和相关风险，尤其是在高心理生理压力的情况下。总之，连贯呼吸在模拟比赛中的系列超最大努力中对神经内分泌、自主神经系统和免疫功能具有积极调节作用。鉴于心理生理压力对稳态的负面影响以及睡眠在此调节过程中的重要性，考虑这种呼吸策略对运动后恢复和整体生理平衡的影响至关重要。如前所述，稳态的调节与睡眠的数量和质量密切相关。应对压力时，睡眠在稳态调节过程中起着重要作用，但它也可能受到稳态紊乱的负面影响。因此，睡眠是运动员在比赛期间恢复的关键变量。我们的研究结果证实了连贯呼吸对睡眠数量的积极影响及其与自主神经系统和HPA轴调节的关联。实际上，在第四天，RELAX组的总睡眠时长比基线增加了56分钟，表明练习连贯呼吸的运动员睡眠效率得到提升。这种现象可以通过RELAX组在测试期间RMSSD和唾液α-淀粉酶浓度的变化来解释。连贯呼吸促进了副交感神经的激活，这反映在HRV的增加上，特别是通过更高的RMSSD值。较高的心率变异性（HRV）与更好的睡眠质量和更快的入睡速度密切相关，因为它反映了更加适应性强和恢复能力更强的自主神经系统（ANS）。随着副交感神经系统刺激与恢复之间的联系得到证实，交感神经系统活动则与恢复过程的紊乱有关，交感神经系统活动产物（如皮质醇和α-淀粉酶）与睡眠变量（如睡眠潜伏期和总深度睡眠时间）之间存在相互作用。 coherent breathing（一致性呼吸）的练习似乎能够稳定交感神经系统的活动，从而可能改善睡眠质量，减少睡眠不足的风险。这些观察结果与Chauvineau（2021年）的研究发现一致，该研究强调了运动后重新激活副交感神经系统对改善睡眠潜伏期的重要性。在第5天，CONT组和RELAX组之间也观察到了睡眠潜伏期的显著差异：RELAX组的睡眠潜伏期缩短，而CONT组的睡眠潜伏期延长，这支持了 coherence breathing练习有助于维持副交感神经系统平衡的假设。这种副交感神经系统的调节似乎在改善入睡速度和睡眠质量方面起着关键作用。在睡眠阶段的质量方面也观察到了显著差异：RELAX组在第4天的浅睡眠时间比基线有所增加，其深度睡眠时间也比CONT组更长。浅睡眠属于非快速眼动睡眠（REM睡眠）的第一阶段，对认知恢复和记忆巩固至关重要；而深度睡眠则以高振幅的δ波为特征，对身体恢复、神经内分泌调节和长期记忆处理有重要意义。通过调节自主神经系统的活动，一致性呼吸似乎还能优化睡眠结构，促进这些关键恢复阶段的进程。

需要指出的是，我们的研究结果来自一群专注于极限运动的运动员样本。由于研究对象的特殊性，睡眠监测使用了Oura Ring的第三代设备进行。然而，鉴于该设备与多导睡眠图在测量准确性上的局限性，睡眠质量数据应谨慎解读。所有与睡眠质量相关的数据（如睡眠阶段）的误差约为10%，只有睡眠量（包括睡眠潜伏期和总睡眠时间）的数据经过了黄金标准的验证。这项实验为期一周，在模拟竞赛的环境中进行，而非正式的竞技赛事。尽管如此，实验条件设计旨在尽可能真实地模拟现实中的运动挑战：运动员连续三天参加了三场比赛，包括预赛、半决赛和决赛，比赛过程中有直接的选手对抗和标准化的起跑程序。这种结构旨在重现高风险竞赛中的生理和心理压力。值得注意的是，尽管是模拟赛事，但自我报告的压力水平、血液乳酸浓度以及运动表现指标与实际竞技环境中的情况相当。此外，由于这种策略的长期益处可能需要更长的适应期，因此对其熟悉的过程可能并未达到最佳状态。此外，由于我们的实验是在专注于400米短跑的运动员中进行的，因此在实际竞技环境中重复这一实验可能会有所价值。

总之，我们的研究结果表明，一致性呼吸对睡眠调节有益，尤其是在缩短睡眠潜伏期和延长总睡眠时间方面。尽管在两种条件下运动表现没有显著改善，但这种综合方法（结合自主神经系统标记物、神经内分泌生物标志物以及免疫指标的分析）证实，练习一致性呼吸是提高面临反复高强度训练和强烈心理生理压力的运动员恢复效果的有效策略。尽管如此，尽管在两种条件下的运动表现没有提高，但这种综合性方法仍然表明，练习一致性呼吸有助于改善睡眠质量，特别是在减轻由压力引起的心理资源下降方面。

尽管研究表明精英运动员能够在多次极限训练中克服睡眠不足的影响，但他们仍然会经历动力等心理资源的下降，而这些心理资源对维持高水平表现至关重要。正如我们在研究中提到的，精英运动员由于所处的竞争激烈环境而面临巨大的心理压力，这最终可能影响他们持续发挥高水平表现的能力。一些运动员对比赛带来的心理生理压力更为敏感，这种压力对恢复能力和最终运动表现的影响尤为显著。从这个角度来看，实施旨在调节压力影响的策略对于参与国际比赛的精英运动员来说是一个关键问题。正如我们的研究所示，将一致性呼吸作为恢复策略似乎是一种非常有前景的方法。由于其简单性、低成本、所需时间少（每天三次，每次5分钟），以及其在管理心理生理压力方面的明显益处，运动表现专家应鼓励运动员采用这种方法来提升竞技表现。因此，在竞技环境中使用一致性呼吸可能有助于改善睡眠质量，特别是对于那些受压力影响较大的运动员。这种呼吸策略能够优化恢复过程，并帮助运动员在紧张的竞赛日程安排下持续保持高水平表现。