心血管系統科學：研究心率恢復時間

關鍵概念
心率
運動
心臟
心血管系統
健康

導言
隨著情人節臨近，我們越來越頻繁地看到“藝術化”的心臟影像。真正的心臟幾乎不像此時節裝飾卡片和糖果盒子的兩個瓣狀形狀。而人類心臟的實際形狀對於其向全身供應血液的功能至關重要。你可能已經注意到，當你運動時，你的心跳會加快。但是你有沒有花時間觀察一下，在你運動結束之後，心跳需要多長時間才能恢復到正常速率？在這個科學活動中，你將進行一些運動來探索你自己的心率恢復時間。

背景
你的心臟持續跳動，以保持血液在全身迴圈。它的速率會根據你的活動水平而變化；當你睡覺和休息時，它會較低，而當你運動時，它會較高——為你的肌肉提供足夠的新鮮含氧血液，以保持高水平的運作。因為你的心臟也是一塊肌肉，運動反過來也有助於保持它的健康。美國心臟協會建議，一個人應進行強度足以將心率提高到目標心率區間的運動——即最大心率的 50% 到 85%，對於成年人來說，最大心率是 220 次/分鐘（bpm）減去他們的年齡——每週大多數日子至少 30 分鐘，或每週總共約 150 分鐘。因此，對於一個 20 歲的人來說，最大心率將是 200 bpm，目標心率區間為 100 到 170 bpm。（對於 19 歲或更年輕的人，目標區間可能比成年人的變化更大。）

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運動後，一個人的心臟需要時間恢復，或恢復到正常的靜息心率。心臟恢復到靜息速率所需的時間稱為心率恢復時間。一般來說，經常鍛鍊的人，因此更有可能擁有更健康的心臟，比不經常鍛鍊的人心率恢復時間更快。因此，一名奧運短跑運動員在 100 米衝刺後恢復到靜息心率的速度會比很少跑步的人更快。

材料

• 筆或鉛筆

• 廢紙

• 顯示秒的鐘表或秒錶（您也可以使用智慧手機上的秒錶應用程式。）

• 簡單有趣的運動器材，例如跳繩、呼啦圈、踏步凳等（或者，您可以進行不需要器材的運動，例如慢跑或開合跳。記住，如果您感到頭暈或頭昏眼花，請務必停止運動。）

• 椅子

• 計算器（您也可以為此使用智慧手機應用程式。）

• 可以安全運動的成年志願者（這是可選的，但可以讓您計算更精確的目標心率區間。）

準備

• 練習找到您（或您的志願者）的脈搏。您可以使用一隻手的前兩個手指來感受另一隻手腕上的橈動脈脈搏來做到這一點。橈動脈脈搏位於手腕的“拇指側”，就在手下方。您需要能夠快速找到脈搏，因此請練習找到它，直到容易做到為止。

• 您也可以使用頸動脈脈搏，但請確保您知道如何安全地採取，只需非常輕柔地按壓頸部即可。

• 準備一張廢紙，以便您在進行活動時快速記錄您的測試結果。您將測量靜息心率、短時間運動後立即的心率，然後在接下來的五分鐘內每分鐘測量一次。之後，您將每兩分鐘測量一次心率。您將繼續測量，直到心率恢復到靜息速率。

步驟

• 測量您或您的志願者的靜息心率。為此，測量脈搏（在休息幾分鐘後），並將您在 10 秒內數到的節拍數乘以六。這將為您提供以每分鐘節拍數 (bpm) 為單位的靜息心率。靜息心率是多少？將其寫在您準備好的廢紙上。

• 選擇一項劇烈活動。這可以是跳繩、在矮凳子上上下踏步、呼啦圈、慢跑等。然後，讓您或您的志願者進行大約兩分鐘的該活動。

• 在運動期結束後立即坐下或讓您的志願者坐在椅子上，並快速測量和記錄心率（再次，計算 10 秒內的節拍數並將該數字乘以六）。運動後的心率是多少？寫下這個數字。

• 現在，記錄當前時間（包括秒）或啟動秒錶。

• 當您或您的志願者繼續坐著休息時，在接下來的五分鐘內每分鐘測量並寫下心率。當您在停止運動後繼續休息時，心率如何變化？

• 如果心臟尚未達到靜息速率，請繼續休息，但僅每兩分鐘測量和記錄一次心率。繼續測量，直到它恢復到靜息速率。隨著時間的推移，心率如何繼續變化？

• 什麼是心率恢復時間，或者心臟恢復到運動後的靜息速率所需的時間？運動停止後心率如何隨時間變化？

• 額外內容：將您的結果繪製成圖表。心率在這個活動過程中是如何變化的？

• 額外內容：再次進行此活動，但這次包括不同年齡段的志願者。（確保您招募的志願者可以安全運動。）心率恢復時間會隨著年齡而變化嗎？

• 額外內容：嘗試重複此活動，但比較一組運動員或經常鍛鍊的人與一組非運動員或生活方式更久坐不動的人。身體健康的人的心率恢復時間與不經常鍛鍊的人相比如何？

• 額外內容：設計一項活動來比較吸菸者和不吸菸者的心率恢復時間。與不吸菸者相比，吸菸者的心率恢復時間是否增加？

[中斷]

觀察和結果
運動停止後，心率是否迅速下降，然後開始趨於平穩，並接近靜息速率？運動停止後，它是否在一到七分鐘或更長時間後達到靜息速率？

運動後立即，心臟的速率可能在其目標心率區間的上限。一旦開始休息，其速率應該迅速下降。具體而言，休息開始一分鐘後，心率可能迅速下降。在那之後，它可能繼續下降，但在接下來的幾分鐘內，隨著它接近靜息速率，下降速度要慢得多。心臟可能需要大約一到七分鐘或更長時間（運動停止後）才能恢復到靜息速率。一般來說，一個人的心率恢復得越快，或達到其靜息速率的速度越快，他的身體狀況就越好。

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