研究背景:心血管的调节是人体重要的调节机制之一,具有神经、体液和自身调节等多种方式。心血管调节功能的目的是动态地维持血压的稳定,维持体内环境的“稳态”(homeostasis)。在动态的血压和心率的波动中反映出了很多重要的生理和病理机制,传递出人体中蕴含的重要信息,因而受到研究人员的广泛关注。呼吸对于心血管的调节具有重要影响,呼吸的频率、深度、模式和疾病(如阻塞性睡眠呼吸暂停综合症)乃至某些呼吸治疗措施都对心血管系统有影响。最典型的是呼吸对心率的影响,也即为呼吸性窦性心律不齐(RSA),作用机制涉及力学、神经和体液等多种方式,它反映了呼吸和循环两大系统的耦合关系。这种耦合关系通过心率变异性(HRV)、血压变异性(BPV)以及压力感受性反射(BRS)的时域和频域指标被更为清楚的揭示出来。此外,这种耦合关系被认为是非线性动力学现象。普遍认为,人体生理系统是典型的混沌系统,将非线性动力学的研究成果用于分析人体生理机制将获得更多有用信息。　　 目的:本文的目的是探讨不同呼吸模式对心血管调节的影响,包括心率变异性的频域、时域和非线性指标,也包括血压变异性和压力反射敏感性指标,旨在揭示呼吸与循环两大系统的相互作用关系及其反映出的重要生理调节机制。　　 材料与方法:我们同步采集了34名在校健康大学生在四种呼吸模式下的呼吸、血压和HRV的时间序列,即1)自主呼吸；2)10次/分钟的控制呼吸；3)自主呼吸频率的控制呼吸；及4)屏气呼吸。通过HRV、BPV和呼吸信号的时域和频域指标,并利用Poon和Barahona提出的噪声滴定方法分析了心率变异性的非线性特性。　　 结果:通过谱分析发现呼吸是HRV高频成分的主要贡献因素并决定了其频谱的能量分布,10次/分钟的控制呼吸时,HRV时域的标准差及频域的高频功率增大,BPV的极低频功率增大,BRS的高频成分增大,HRV的非线性强度降低；自主呼吸频率的控制呼吸时,HRV的非线性强度降低,而对其他指标没有影响；屏气呼吸时,HRV及BPV时域上标准差增大,HRV的非线性强度增大。HRV高频成分取决于呼吸频率与心率之比,与BPV高频成分重合,10次/分钟的低频率节律控制呼吸对BPV和BRS的频谱分布具有影响,还通过呼吸循环的解耦合机制影响了HRV的非线性特性,而自主呼吸频率的控制呼吸则仅对HRV的非线性产生影响。屏气呼吸对HRV非线性特性的作用有待进一步探讨其生理机制。