加壓力量訓練對下肢骨骼肌影響的Meta分析

吳 旸，李 倩，包大鵬

加壓力量訓練（KAATSU training）于1983年被提出，又稱血流限制訓練（blood fl ow restriction training），是一種通過加壓造成肢體遠端肌肉缺血，從而以相對較小的運動強度刺激肌肉生長、提高肌肉適能的一種新型訓練方法。近年來，加壓訓練被廣泛應用于大眾健身、傷病康復等領(lǐng)域。有研究表明，加壓訓練與傳統(tǒng)的抗阻訓練相比可以更加高效地提高肌肉力量、減少傷病風險。但與此同時，也有研究認為，加壓訓練因為強度過小，無法對肌肉產(chǎn)生足夠的刺激以提高肌肉力量。綜上所述，關(guān)于加壓訓練的效果仍然存在一定的爭議，且目前具有完善的實驗設(shè)計、變量控制的研究較少，各研究的受試者數(shù)量也比較有限，導致研究的可信度較低，進而判斷加壓訓練的效果較為困難，因此，對這一類型的研究進行整合分析十分有必要。

本研究通過查閱國內(nèi)外關(guān)于加壓力量訓練對下肢肌肉力量影響的文獻，就目前該領(lǐng)域的研究進行整合。本研究將以目前研究較多的下肢作為評價部位，選取下肢伸肌最大力量和股四頭肌橫截面積（cross-sectional area，CSA）兩個評價指標，從肌肉力量和形態(tài)兩個角度評價訓練效果。最終通過定量的分析，判斷加壓訓練對肌肉力量的影響。

1 研究方法

1.1 文獻檢索

文獻的檢索全程由兩名人員進行，兩名檢索人員在檢索過程中采用獨立雙盲的方式，從中國知網(wǎng)、萬方數(shù)字資源數(shù)據(jù)庫、Web of Science、Pubmed、EBSCO等數(shù)據(jù)庫進行檢索，檢索時間為1990年1月—2019年1月，最后一次檢索日期為2019年1月23日。中文檢索詞以“加壓訓練”“血流限制訓練”“KAATSU”等為主題詞進行組合式混合檢索；外文檢索詞以“KAATSU training”“blood flow restriction training”“BFRT”“Occlusion training”等為主題詞進行組合檢索，并對文獻的參考文獻進行手工檢索，未檢索未發(fā)表的文獻。

1.2 納入和排除標準

1.2.1 納入標準

1）文獻類型：均為隨機對照實驗（RCT）或自身對照試驗，無論是否盲法或?qū)嵭蟹峙潆[藏；2）實驗對象均為健康人群，無論是否有訓練經(jīng)歷；3）實驗干預均為小強度的力量訓練；4）研究包含實驗的設(shè)計、限制血流的程度；5）結(jié)局指標包含下肢伸肌最大力量、股四頭肌橫截面積中的一種或多種。

1.2.2 排除標準

1）不符合前文納入標準要求的文獻；2）綜述類文章；3）文獻中與本研究所需資料較少、數(shù)據(jù)結(jié)果重復的文獻；4）非漢語或英語的文獻；5）動物實驗；6）研究對象為老人；7）實驗干預為單次急性干預；8）沒有全文，并向作者索要無果的文獻；9）實驗結(jié)果未用平均數(shù)±標準差（M±SD）表示的文獻（圖1）。

1.3 數(shù)據(jù)提取

兩名檢索人員在檢索過程中采用獨立雙盲的方式對納入的文獻進行相關(guān)指標的提取，內(nèi)容包括：文獻的第一作者、發(fā)表年限、研究對象人群、樣本量、性別、年齡、干預周期、實驗設(shè)計方案、結(jié)局指標等。對缺乏數(shù)據(jù)信息或信息不明確的資料通過電子郵件形式對作者進行聯(lián)系獲取。

圖1 文獻篩選流程圖Figure 1. Flow Diagram of Study Selection

1.4 文獻質(zhì)量評價

本研究采用改良版的Cochrane風險偏倚評估工具對納入的文獻進行評分。Cochrane手冊共有序列產(chǎn)生（A）、盲法（B）、不完全結(jié)局資料（C）、選擇性結(jié)局報告（D）、其他偏倚（E）5個方面。每條以“是”“否”“不清楚”作為評價結(jié)果。本研究采用給分制，每點低風險時給1分，“不清楚”或“否”不給分?？偡?分為最高（表1）。

表1 Cochrane文獻質(zhì)量評價表Table 1 Literature Quality Evaluation Form of Cochrane

1.5 數(shù)據(jù)分析

運用Revman 5.3軟件的隨機效應模型對所納入文獻的結(jié)局指標進行分析。由于所納文獻的結(jié)局指標屬于連續(xù)性結(jié)局變量，且測試單位均相同。因此，本研究選用均數(shù)差（MD）作為效應尺度指標。用I2統(tǒng)計量進行各研究間抑制性的檢驗。當I2=0時，表示各研究間無異質(zhì)性；當I2＞50%時，表明研究間存在異質(zhì)性。異質(zhì)性較小時采用固定效應模型分析，若存在異質(zhì)性時，進行亞組分析尋找并確定異質(zhì)性。采用森林圖確定均數(shù)差，采用漏斗圖進行發(fā)表偏倚分析。

2 研究結(jié)果

2.1 文獻納入的基本情況

2.1.1 納入文獻的研究特征

通過制定文獻納入標準和排除標準對檢索結(jié)果進行篩查和閱讀，共計14篇文獻涉及加壓力量訓練對下肢肌肉力量影響的隨機對照實驗（RCT）或自身對照試驗符合納入標準。受試者均為健康人群，部分研究的受試者具有一定的訓練經(jīng)歷或為運動員。樣本量共計147人，全部為男性，年齡范圍為15～37歲（表2）。納入文獻Cochrane得分。

表2 納入文獻的基本特征Table 2 Basic Information of Included Studies

2.1.2 納入文獻的干預特征

本研究共納入14篇文獻，結(jié)局指標有的涵蓋1項，有的均有涉及。其中，涉及下肢伸肌最大力量指標的有11篇，有10篇包含股四頭肌CSA指標的研究。各實驗均在實驗前對研究對象進行了各項指標基礎(chǔ)值的測試，并在訓練干預結(jié)束后對研究對象進行了各項指標的第2次測試。各實驗方案涉及較為靈活，但訓練強度均未超過40% 1RM，加壓程度為50～250 mmHg不等（表3）。

表3 納入文獻實驗設(shè)計方案及結(jié)局指標Table 3 Experimental Design and Outcome Index of Included Studies

2.2 敏感性分析

對納入的14篇文獻進行了敏感性分析，具體包括改變分析模型、效應量的選擇、逐篇排除文獻等，并在此基礎(chǔ)上重新進行Meta分析。研究發(fā)現(xiàn)，Meta分析的結(jié)果改變并不明顯，說明本研究的Meta分析結(jié)果較為可信。

2.3 發(fā)表偏倚分析

分別以加壓力量訓練對下肢伸肌最大力量及股四頭肌CSA的干預效果做傳統(tǒng)漏斗圖。研究發(fā)現(xiàn)，兩指標的漏斗圖均顯示有一篇文獻與其他文獻存在較大的異質(zhì)性。除此之外，兩指標的漏斗圖都能形成較好的左右對稱性分布，說明，不存在明顯的發(fā)表偏倚或其他偏倚（圖2）。

圖2 發(fā)表偏倚漏斗圖Figure 2. Funnel Plots

2.4 加壓力量訓練的Meta分析結(jié)果

2.4.1 加壓力量訓練對下肢伸肌最大力量的影響

在納入的文獻中，共有11篇報道了加壓力量訓練對下肢伸肌最大力量的影響，納入的研究對象共119人。各研究均在實驗前對研究對象進行了各項指標基礎(chǔ)值的測試，并在訓練干預結(jié)束后進行了各項指標的第2次測試。Meta分析的結(jié)果顯示，加壓力量訓練對下肢伸肌最大力量有顯著性的提升效果（P＜0.01），且各研究結(jié)果之間具有同質(zhì)性（異質(zhì)性檢驗P=0.21，I2=25%，圖3）。

圖3 加壓力量訓練對下肢伸肌最大力量的影響Figure 3. The Effects of KAATSU Training on Strength of Extensor Muscles of Lower Limbs

通過對比各文獻發(fā)現(xiàn)，各研究在實驗設(shè)計、受試者的選擇等方面存在一定差異，因此，本研究設(shè)立干預周期、受試人群等亞組，進行亞組分析（表4）。

表4 分層亞組分析結(jié)果Table 4 Results of Subgroup Analysis

2.4.2 加壓力量訓練對股四頭肌CSA的影響

在納入的文獻中，共有10篇報道了加壓力量訓練對股四頭肌CSA的影響，納入的研究對象共有96人。各研究均在實驗前對研究對象進行了各項指標基礎(chǔ)值的測試，并在訓練干預結(jié)束后進行了各項指標的第2次測試。Meta分析的結(jié)果顯示，加壓力量訓練對股四頭肌CSA有顯著性的提升效果（P＜0.01），且各研究結(jié)果之間具有同質(zhì)性（異質(zhì)性檢驗P=0.99，I2=0%，圖4）。

通過對比各文獻發(fā)現(xiàn)，各研究在實驗設(shè)計、受試者的選擇等方面存在一定差異，因此，本研究設(shè)立干預周期、受試人群等亞組，進行亞組分析（表5）。

圖4 加壓力量訓練對股四頭肌CSA的影響Figure 4. The Effects of KAATSU Training on Cross-sectional Area of the Quadriceps Femoris

表5 分層亞組分析結(jié)果Table 5 Results of Subgroup Analysis

3 討論

3.1 加壓力量訓練提高肌肉力量的結(jié)果與機制

美國運動醫(yī)學學會（The American College of Sports Medicine，ACSM）曾指出，在進行傳統(tǒng)的抗阻訓練時，只有≥70% 1RM的強度才能促進肌肉肥大，從而提高肌肉的絕對力量和絕對耐力。當訓練強度＜70% 1RM時，對于肌肉生長的刺激作用甚微（ACSM Position Stand，2009）。而本研究的Meta分析結(jié)果顯示，在整合了對147名研究對象進行的研究后發(fā)現(xiàn)，即使強度≤40% 1RM的加壓力量訓練仍可顯著提高下肢伸肌最大力量及股四頭肌的橫截面積（P＜0.01）。由此可見，與傳統(tǒng)力量訓練相比，加壓力量訓練僅需要較小的訓練強度即可以實現(xiàn)與大強度訓練相似的效果，從而降低骨骼肌運動損傷風險和大強度訓練帶來的過量運動負荷。

研究表明，小強度的加壓力量訓練會顯著性增加胰島素樣生長因子1（insulin like growth factor-1，IGF-1）的濃度。IGF-1的表達上調(diào)是促進肌肉力量和肌肉肥大主要生理學機制（Abe et al.，2005b）。Yasuda等（2006）還認為，加壓訓練能夠通過限制血液流動引起機體缺氧和產(chǎn)生酸性環(huán)境，導致乳酸的大量堆積，從而在抑制慢肌纖維收縮的同時動員大量額外的快肌纖維，以維持機體運動的需求。而在運動過程中動員和刺激到額外的快速收縮纖維可能是加壓訓練誘發(fā)肌肉肥大、肌力增強的原因之一（Sumide et al.，2009）。Takarada等（2000）研究發(fā)現(xiàn)，低強度加壓力量訓練與傳統(tǒng)高強度抗阻訓練的積分肌電（integrated electromyogram，iEMG）活動幾乎一致。這進一步證明了Yasuda等（2006）的觀點。除此之外，肌細胞腫脹也被認為是加壓訓練導致肌肉肥大的主要原因之一（Yasuda et al.，2012）。當使用加壓袖帶進行加壓時，靜脈血流量得到限制，造成肢體遠端出現(xiàn)“靜脈池效應”，從而誘發(fā)肌細胞腫脹（Loenneke et al.，2012）。而細胞腫脹能抑制蛋白質(zhì)分解代謝（Haussinger et al.，1993），并通過蛋白質(zhì)的節(jié)約作用促進脂肪分解，從而進一步促進蛋白質(zhì)合成代謝（Keller et al.，2003）。

3.2 加壓力量訓練在競技體育中的應用啟示

加壓力量訓練除了有高效、低風險的特點外，還存在著效果轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。Madarame等（2008）發(fā)現(xiàn)，當對一側(cè)的肢體進行加壓訓練時，便會出現(xiàn)效果轉(zhuǎn)移，從而使得另一側(cè)未受訓練肢體的力量出現(xiàn)提高。而當常規(guī)的上肢練習后再進行下肢小強度的加壓訓練，則會使上肢的訓練效果更為明顯。此發(fā)現(xiàn)提示，在進行常規(guī)的上肢（下肢）訓練時，可以輔以小強度的下肢（上肢）加壓訓練，從而在不大量增加訓練量的前提下實現(xiàn)上下肢肌肉力量更加高效的提高。上述特點使得加壓力量訓練具備了在競技體育領(lǐng)域應用的條件。

3.2.1 加壓訓練在幫助運動員提高競技水平中的作用

本研究Meta分析的分層亞組分析顯示，有訓練經(jīng)歷的受試者進行小強度加壓力量訓練會比沒有訓練經(jīng)歷的受試者獲得更好的訓練效果，因而提示，運動員在日常訓練中加入加壓力量訓練或?qū)⑷〉昧己玫男Ч?/p>

Luebbers等（2014）對72名橄欖球運動員進行了為期7周的加壓力量訓練，研究發(fā)現(xiàn)，其力量水平顯著性提高，并優(yōu)于不加壓的對照組。Yamanaka等（2012）對31名（訓練經(jīng)歷≥5年）橄欖球運動員進行了4周的低負荷加壓力量訓練，同樣發(fā)現(xiàn)其上下肢力量水平得到提高，且改善幅度明顯好于不加壓的對照組。除此之外，還有多項研究證明，小強度的加壓力量訓練對于提高高水平運動員的力量素質(zhì)而言同樣有效（Abe et al.，2005a；Luebbers et al.，2014，2017）。除了基礎(chǔ)力量水平的提高之外，同樣有研究表明，低強度的加壓力量訓練可以提高運動表現(xiàn)。Miller等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，除了基礎(chǔ)力量得以提高之外，受試者的下蹲跳（counter-movement jump, CMJ）成績也得到了顯著性的提高。另一項研究則證明，小強度加壓力量訓練能顯著提高運動員的短跑沖刺能力（Abe et al.，2005a）。由此可見，加壓力量訓練不僅可以提高運動員的最大力量，還有助于提高運動員的跑跳能力。

最大力量對于許多運動項目而言至關(guān)重要，所以力量訓練在運動員的訓練周期中不可或缺。但是，傳統(tǒng)的抗阻訓練因為強度較大，容易產(chǎn)生運動性疲勞，恢復周期較長，而且，運動員通常被要求同時發(fā)展多項運動素質(zhì)。所以，反復進行大強度的抗阻訓練不僅會帶來較大的疲勞風險，也會對其他訓練造成一定影響。本研究證實，小強度的加壓力量訓練能夠與傳統(tǒng)大強度力量訓練起到類似的訓練效果，且因其強度較小，所帶來的損傷風險也就較低（Fujita et al.，2008）。因此，加壓力量訓練在競技體育日常訓練中有著廣闊的應用前景。

3.2.2 加壓訓練與運動康復

加壓訓練除了可以提高運動員的競技水平外，也因為其高效、低強度、低風險的特點，成為了運動員在傷病康復期內(nèi)保持和恢復競技狀態(tài)的最佳選擇。

有研究表明，單純的限制血流便可以減輕前交叉韌帶重建術(shù)后患者的廢用性萎縮（Takarada et al.，2000）。而加壓配合上低負荷的訓練已經(jīng)被證明可以促進前交叉韌帶重建中患者的肌肉恢復（Ohta et al.，2003）。除此之外，對于一側(cè)肢體受傷的運動員而言，在康復期內(nèi)可以充分利用加壓訓練所帶來的效果轉(zhuǎn)移效應，通過進行另一側(cè)的肢體訓練保持和提高傷肢的肌肉力量。因此，加壓訓練被認為可以縮短運動員傷病的恢復時間（Brendan et al.，2015）。Loenneke等（2012）提出了一個運動員從康復的早期一直到恢復高負荷訓練的過程中逐步使用加壓訓練的模型：1）在臥床休息或靜止時，使用單純的血流限制幫助恢復；2）使用加壓配合步行；3）使用加壓配合低強度的抗阻訓練幫助恢復肌肉功能；4）低負荷的加壓訓練配合正常的高負荷訓練，在不帶來額外風險的前提下鞏固和提高身體機能。

加壓力量訓練在提高運動員競技水平和幫助運動員從傷病中恢復都能起到良好的作用。運動員們在進行常規(guī)訓練的同時配合進行小強度的加壓力量訓練將會逐漸發(fā)展為一種高效而又低風險的訓練模式。

3.3 加壓訓練中壓力因素的選擇

在加壓訓練的實際應用中，加壓壓力大小、加壓袖帶寬度等壓力因素的選擇將直接決定訓練效果。在早期的研究中，常采用較高的加壓程度實現(xiàn)對機體的充分刺激。近年來，陸續(xù)有研究表明，隨著加壓所用袖帶寬度的增加，達到一定程度血流限制所需要的壓力要求會有所降低（Crenshaw et al.，1998；Loenneke et al.，2011）。而當采用較窄的袖帶進行加壓時，加壓的程度應該主要由大腿的維度來決定（Loenneke et al.，2011）。

Takarada等（2000）發(fā)現(xiàn)，使用90 mm寬的袖帶配合上50 mmHg的加壓壓力便可以使得受試肌肉的肌電活性大幅增加。而在一定的范圍內(nèi)增加加壓的程度有利于更好的利用“靜脈池效應”使得肌細胞體積增大，從而提高訓練效果。但值得注意的是，加壓的目的并非阻斷靜脈血流，而是限制靜脈血流。倘若加壓程度過大，血流的過度限制將減少了肌肉的供氧量，同時代謝產(chǎn)物的靜脈清除能力下降，使得代謝性酸中毒水平升高，進而更早地導致外周疲勞的產(chǎn)生，嚴重的甚至會出現(xiàn)血栓、肌細胞壞死等病癥。這對于運動的持續(xù)以及身體的健康都十分不利。

在目前的研究應用中，最常選用50～140 mm寬的加壓袖帶，常用壓力為110～200 mmHg（Hernández et al.，2013；Kim et al.，2016；Luebbers et al.，2017；Madarame et al.，2008），這一加壓方案可以獲得滿意的訓練效果，且?guī)淼呢撁嬗绊戄^少。如果需要進行較長周期的加壓訓練，通常會從相對較低的壓力水平開始，隨著人體逐步適應后再逐漸增加壓力。

3.4 研究的局限性與展望

在目前絕大多數(shù)關(guān)于加壓訓練的研究中，研究對象均以男性為主。而女性因月經(jīng)周期等因素，導致其被有較長訓練周期的研究所排除，建議今后的研究中應該將健康的女性納為受試對象，從而探討加壓訓練中存在的性別差異。此外，各研究中普遍存在研究對象較少的問題，這也導致犯I型錯誤的風險增加，因此，盡可能擴大樣本量從而提高研究的可信度至關(guān)重要。

當前研究中加壓訓練雖然日益受到學界的關(guān)注，但仍處于起步階段，缺乏大規(guī)模、持續(xù)的深入研究。今后的研究在完善實驗設(shè)計、變量控制等前提下，應著力于深入研究加壓訓練的作用機制、探討加壓劑量與收益之間的關(guān)系及其安全性、加壓訓練在競技體育中的應用并建立應用標準等。

4 結(jié)論

小強度加壓力量訓練既可以顯著提高骨骼肌的力量水平，還可以促進肌肉生長、防止肌肉萎縮。加壓力量訓練不僅可以作為一種有效的力量訓練手段，還可以作為幫助運動性損傷的運動員早日重返比賽的一種較為理想的輔助康復訓練手段。