目的和意义：当前社会竞争激烈,亚健康状态日益增多。其中,胃肠功能紊乱被认为是亚健康的主要表现之一。胃肠功能紊乱是指临床检查未发现器质性改变,但机体出现饱胀、餐后不适、恶心呕吐、上腹痛、烧心感、便秘等临床表现的一种疾病。据文献报道,全球人群中有10%-20%的胃肠功能紊乱症状,女性多于男性。我国广东等地曾开展关于胃肠功能紊乱流行病学调查研究显示广州市2001年、广东省2004年的患病率分别为5.6%和5.62%[2]。同时陈旻湖等[3]在对广东城镇居民进行问卷调查也显示功能性消化不良患病率为18.92%。现代医学认为,自主神经功能异常和胃肠功能紊乱关系密切[7]。但胃肠功能紊乱者自主神经的活动有何特点,其进食前后的变化有何异常,目前还没有确切的结果。原因之一是由于机体在正常状况下进食前后的自主神经活动还需进一步阐明。1.心率变异性是目前反映自主神经活动的最为敏感且无创性的量化指标很早人们就认识到自主神经对胃肠道调节和食物代谢起到重要的作用,如进食前后胃肠道蠕动的变化,食物的动力学效应,都与自主神经(即交感和副交感神经)的调节有关,但进食前后,交感和副交感神经是如何变化的,是直到心率变异性的应用,才有了较为客观具体的研究。目前对人体自主神经功能的检测方法主要有体位性血压测试、皮肤交感反应、深呼吸心率变异、瓦氏动作反应指数等,但上述这些方法仅能单独反映交感神经或副交感神经的功能,灵敏度和特异度均较差[8]。而且在测试的过程中需要被试高度配合,故不益于广泛使用。心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)被公认为是目前反映自主神经活动的最为敏感且无创性的量化指标。心率变异性是通过心搏间的微小差异来反映自主神经对心脏窦房结的调控。其中,频域分析法可将复杂的心率波动信号按不同频段来描述能量的分布情况,能对交感神经和副交感神经的活动水平进行量化。频域分析可获得多项指标,按频段对应的生理意义可分为以下几种：低频段(LF),频率在0.04-0.15Hz之间,能量主要来自包括动脉压的短期调整在内的相关机制,反映交感神经调制强度；高频段(HF),频率在0.15-0.4Hz之间,能量主要来自呼吸运动对心脏间期信号的影响,反映副交感神经调制强度；交感/副交感平衡比(LF/HF),是交感神经活性和副交感神经活性的比值,反映交感神经与副交感神经对心脏进行双重调节的平衡性。2.餐前餐后自主神经功能波动变化研究争议目前,已有研究采用HRV频谱分析的方法评价成年人餐前餐后的自主神经功能状态,但研究结果存在争议。Vaz M[32]等人认为HF值在进餐后有下降的趋势,即进餐后迷走神经活动减弱；Kaneko[38]等人则认为HF在餐后的5min内有细微的显著性升高。同时Lipsitz[39]等人在健康青年志愿者的餐后记录中发现伴随着心脏交感神经活动的增强心率变异性指标LF值有明显的升高。这些结果不一致,直接影响到我们对正常情况下自主神经对胃肠道调节的规律的认识,也妨碍了我们进一步了解胃肠功能紊乱的自主神经活动状态,通过调节自主神经来对胃肠功能紊乱进行调节。3.导致餐前餐后自主神经功能波动变化研究争议的原因分析已有的研究存在的争议可能由以下因素导致：1.目前的研究只对餐前和餐后的数据进行了比较分析,没有设立严格的对照；2.HRV呈现波动性,即使在同样的清醒或者睡眠状态下HRV指标值均会有显著地波动变化；3.实验过程中,志愿者不自觉地进入睡眠状态会对研究结果有干扰。4.本研究的目的和意义因此,本研究拟在前人研究的基础之上,进一步探索正常人进食前后自主神经功能的变化。采用流行病学自身前后对照的实验设计,应用HRV频域指标动态平移的方法,比较进食对清醒状况下正常人自主神经活动的影响。旨在揭示由于进食对自主神经活动的影响,从而为进一步研究亚健康状态下胃肠功能紊乱的自主神经活动及对其自主神经功能进行有效调节提供理论依据。方法：1.样本人群的纳入标准在年龄在20-30岁的在校大学生中,选择健康无器质性疾病病史且2年内无明显胃肠功能紊乱表现的大学生作为被试。有以下胃肠功能紊乱表现的人群需要排除：临床表现主要在胃肠道,涉及进食和排泄等方面的不正常,也常伴有失眠、焦虑、注意力不集中、健忘、神经过敏、头痛等其他功能性症状[62-63]。最终选取其中22例健康大学生进行实验。2.实验方案本研究采用自身前后对照研究：每人进行三次进食实验,分别计入HC(高热量试验组)、LC(低热量试验组)和对照组。其中,高热量组给予470kca1(碳水化合物270kcal,脂肪104kcal,蛋白质54kcal,其他20kcal)热量的食物,低热量组给予160kcal(碳水化合物50kcal,脂肪90kcal,蛋白质30kcal,其余10kcal)热量的食物,对照组不给予食物。所有志愿者均要求在测试前禁食8小时或以上,试验在清晨7：30---9：30之间进行。3.检测指标：心电检测；脑电检测使用美国Bio-logic公司生产的PSG多导睡眠仪分别监测给予实验处理前后的脑电图(EEG)和心电图(ECG)。根据志愿者的EEG记录,截取实验处理前后同为清醒状态下的心电数据进行比较。使用MATLAB R2007a软件对获得的心电数据进行分析,将之转化为一系列有序的RR间期(RRI)。用Kubios HRV version2.0软件对RRI数据作进一步处理,获得研究所需的HRV指标。4.分析指标睡眠分期:NREM睡眠(即非快动眼睡眠sleep stage1,2,3,4)以及REM睡眠(快动眼睡眠)；HRV分析(LF、HF、LFnu、HFnu、LF/HF)。5.统计方法实验数据通过SPSS20.0软件进行统计分析。LF、HF、LFnu、HFnu、LF/HF等计量资料的描述采用均数±标准差(x±s)；进食对自主神经活动的影响采用配对样本t检验进行比较(Paired-Samples t-test)。检验水准α设为0.05。结果：1.基线情况这22例健康自愿者中男性10例、女性12例。男女性别年龄均可比(t=0.823,p>0.05)、BMI (t=0.946,p>0.05)。本研究中,标准多导睡眠图以及心电图连续记录30min。实验期间所有实验对象至多进入到睡眠1-2期,大部分实验对象(19/22,86.3%)在平躺的状态下无意识进入睡眠状态。2.睡眠状态对研究结果存在一定的干扰在本研究中,标准多导睡眠图以及心电图连续记录30min,这个时间段一般实验对象至多能进入到睡眠1-2期。大部分实验对象(19/22,86.3%)在平躺的状态下无意识进入睡眠状态。由于睡眠一期的长度比较短,我们将禁食状态下实验对象1期跟清醒状态下的LF,HF以及LF/HF数据的值组合在一起与睡眠2期状态下各指标的值进行比较。在清醒状态与睡眠2期状态下各指标的比较中,除了LF/HF其余各指标均有显著性差异(P<0.05)。相比较睡眠2期状态,HR和LFnu值在清醒阶段明显较高；然而LF, HFnu值则在清醒阶段相对较低。这些结果表明在分析进食对于自主神经活动影响的时候,应考虑到实验对象自主神经的变化会随着睡眠状态的变化而变化。因此,本研究均选用清醒状态,对进食前后的自主神经活动进行比较。3.HRV指标在相同睡眠状态下存在波动本研究对22例实验对象均采取按顺序以5min为窗口地连续记录进行HRV频谱分析。结果观测到LF,HF and LF/HF指标值的波动。随机选取其中一人的数据为例,在图表3-1中发现在相同睡眠状态下LF,HF and LF/HF指标值均存在连续性地波动。4.同热量的进食对自主神经波动的影响4.1对HRV指标均值的影响本实验中,分别对各组处理前后的指标进行配对t检验(Paired-sample t test)比较,,研究不进食、进食低热量及进食高热量是否会对HRV指标造成不一样的影响。结果显示：(1)对照组、低热量组中处理前后各指标的变异系数无明显差异。,(2)高热量组餐后的HR, LFnu以及LF/HF相较于餐前均有显著升高(P<0.05),其余指标在三组间的比较均无显著差异。4.2对HRV指标变异系数CV的影响通过对对照组、低热量试验组以及高热量试验组的心率与HRV指标的变异系数进行分析,分析结果显示：(1)对照组、低热量组中处理前后各指标的变异系数无明显差异。(2)高热量组餐后HR, LF, HF, HFnu及LF/HF的变异系数较餐前均显著升高(P<0.05),其余指标无显著差异。4.3进食对自主神经功能的影响在性别间的差异对同为空腹状态下的HRV指标进行性别间的比较,结果显示,除男性志愿者的平均心率低于女性志愿者外(P<0.05),其余指标LF、HF、LFnu、HFnu、 LF/HF等在男女间的差异没有统计学意义。(1)对男性志愿者中对照组、低热量组以及高热量组HRV指标均数的进行分析,结果显示,高热量组餐后的HR以及LF较餐前有显著性升高(P<0.05),其余指标在三组间的比较无显著差异。(2)对女性志愿者中对照组、低热量组以及高热量组HRV指标均数进行分析,结果显示,高热量组餐后的HR以及LF/HF较餐前都有显著性升高(P<0.05),其余指标在三组间的比较无显著差异。结论：1.采用流行病学自身前后对照的实验设计,相对于单纯地比较餐前和餐后HRV指标数据的差异,能更客观、准确和直接地表现由于进食所导致的HRV指标的波动变化。2.志愿者在测试过程中很容易进入到非快动眼睡眠阶段,而睡眠状态对自主神经也会有一定的影响,因此,在分析进食对于HRV波动变化的影响时,要考虑睡眠状态的混杂。3.在进食过程中,进食热量的不同会造成HRV指标值出现差异。摄入较低热量的食物并不会对HRV其他指标造成影响;摄入高热量(>450kca1)的食物会造成餐后HR和LF/HF显著地升高。4.在进食过程中,进食热量的不同会造成HRV指标的变异系数出现差异。研究结果显示高热量组餐后HF值的变异系数显著增大,说明高热量组HF的波动性较低热量组及对照组大,可以认定HF的这种变化极有可能也是受进食所导致。5.进食对心率变异性的影响存在性别间的差异,女性的心率变异性受进食的影响较男性显著。