心血管系统科学：研究心率恢复时间

关键概念
心率
运动
心脏
心血管系统
健康

导言
随着情人节临近，我们越来越频繁地看到“艺术化”的心脏图像。真正的心脏几乎不像此时节装饰卡片和糖果盒子的两个瓣状形状。而人类心脏的实际形状对于其向全身供应血液的功能至关重要。你可能已经注意到，当你运动时，你的心跳会加快。但是你有没有花时间观察一下，在你运动结束之后，心跳需要多长时间才能恢复到正常速率？在这个科学活动中，你将进行一些运动来探索你自己的心率恢复时间。

背景
你的心脏持续跳动，以保持血液在全身循环。它的速率会根据你的活动水平而变化；当你睡觉和休息时，它会较低，而当你运动时，它会较高——为你的肌肉提供足够的新鲜含氧血液，以保持高水平的运作。因为你的心脏也是一块肌肉，运动反过来也有助于保持它的健康。美国心脏协会建议，一个人应进行强度足以将心率提高到目标心率区间的运动——即最大心率的 50% 到 85%，对于成年人来说，最大心率是 220 次/分钟（bpm）减去他们的年龄——每周大多数日子至少 30 分钟，或每周总共约 150 分钟。因此，对于一个 20 岁的人来说，最大心率将是 200 bpm，目标心率区间为 100 到 170 bpm。（对于 19 岁或更年轻的人，目标区间可能比成年人的变化更大。）

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运动后，一个人的心脏需要时间恢复，或恢复到正常的静息心率。心脏恢复到静息速率所需的时间称为心率恢复时间。一般来说，经常锻炼的人，因此更有可能拥有更健康的心脏，比不经常锻炼的人心率恢复时间更快。因此，一名奥运短跑运动员在 100 米冲刺后恢复到静息心率的速度会比很少跑步的人更快。

材料

• 笔或铅笔

• 废纸

• 显示秒的钟表或秒表（您也可以使用智能手机上的秒表应用程序。）

• 简单有趣的运动器材，例如跳绳、呼啦圈、踏步凳等（或者，您可以进行不需要器材的运动，例如慢跑或开合跳。记住，如果您感到头晕或头昏眼花，请务必停止运动。）

• 椅子

• 计算器（您也可以为此使用智能手机应用程序。）

• 可以安全运动的成年志愿者（这是可选的，但可以让您计算更精确的目标心率区间。）

准备

• 练习找到您（或您的志愿者）的脉搏。您可以使用一只手的前两个手指来感受另一只手腕上的桡动脉脉搏来做到这一点。桡动脉脉搏位于手腕的“拇指侧”，就在手下方。您需要能够快速找到脉搏，因此请练习找到它，直到容易做到为止。

• 您也可以使用颈动脉脉搏，但请确保您知道如何安全地采取，只需非常轻柔地按压颈部即可。

• 准备一张废纸，以便您在进行活动时快速记录您的测试结果。您将测量静息心率、短时间运动后立即的心率，然后在接下来的五分钟内每分钟测量一次。之后，您将每两分钟测量一次心率。您将继续测量，直到心率恢复到静息速率。

步骤

• 测量您或您的志愿者的静息心率。为此，测量脉搏（在休息几分钟后），并将您在 10 秒内数到的节拍数乘以六。这将为您提供以每分钟节拍数 (bpm) 为单位的静息心率。静息心率是多少？将其写在您准备好的废纸上。

• 选择一项剧烈活动。这可以是跳绳、在矮凳子上上下踏步、呼啦圈、慢跑等。然后，让您或您的志愿者进行大约两分钟的该活动。

• 在运动期结束后立即坐下或让您的志愿者坐在椅子上，并快速测量和记录心率（再次，计算 10 秒内的节拍数并将该数字乘以六）。运动后的心率是多少？写下这个数字。

• 现在，记录当前时间（包括秒）或启动秒表。

• 当您或您的志愿者继续坐着休息时，在接下来的五分钟内每分钟测量并写下心率。当您在停止运动后继续休息时，心率如何变化？

• 如果心脏尚未达到静息速率，请继续休息，但仅每两分钟测量和记录一次心率。继续测量，直到它恢复到静息速率。随着时间的推移，心率如何继续变化？

• 什么是心率恢复时间，或者心脏恢复到运动后的静息速率所需的时间？运动停止后心率如何随时间变化？

• 额外内容：将您的结果绘制成图表。心率在这个活动过程中是如何变化的？

• 额外内容：再次进行此活动，但这次包括不同年龄段的志愿者。（确保您招募的志愿者可以安全运动。）心率恢复时间会随着年龄而变化吗？

• 额外内容：尝试重复此活动，但比较一组运动员或经常锻炼的人与一组非运动员或生活方式更久坐不动的人。身体健康的人的心率恢复时间与不经常锻炼的人相比如何？

• 额外内容：设计一项活动来比较吸烟者和不吸烟者的心率恢复时间。与不吸烟者相比，吸烟者的心率恢复时间是否增加？

[中断]

观察和结果
运动停止后，心率是否迅速下降，然后开始趋于平稳，并接近静息速率？运动停止后，它是否在一到七分钟或更长时间后达到静息速率？

运动后立即，心脏的速率可能在其目标心率区间的上限。一旦开始休息，其速率应该迅速下降。具体而言，休息开始一分钟后，心率可能迅速下降。在那之后，它可能继续下降，但在接下来的几分钟内，随着它接近静息速率，下降速度要慢得多。心脏可能需要大约一到七分钟或更长时间（运动停止后）才能恢复到静息速率。一般来说，一个人的心率恢复得越快，或达到其静息速率的速度越快，他的身体状况就越好。

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