下肢間歇負(fù)壓療法對(duì)男子賽艇運(yùn)動(dòng)員股四頭肌皮膚微循環(huán)血流灌注量的影響*

董徽徽，高炳宏，朱 歡，楊圣韜

(1.上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院，上海 200438；2.上海體育學(xué)院體育教育訓(xùn)練學(xué)院，上海 200438；3.湖北民族學(xué)院體育學(xué)院，恩施 445000；4.上海體育學(xué)院體育教育訓(xùn)練學(xué)院，上海 200438)

下肢負(fù)壓通過抽吸作用可使下肢血流量增加，因此在臨床上常被用來治療軟組織缺損、軟組織潰爛、糖尿病足等疾病，以促進(jìn)傷口的愈合[1]。近些年，關(guān)于下肢負(fù)壓的研究逐漸擴(kuò)展到運(yùn)動(dòng)科學(xué)領(lǐng)域。Fonda等[2]認(rèn)為下肢間歇負(fù)壓能使下肢毛細(xì)血管開放的數(shù)量增多，皮膚毛細(xì)血管滲透能力加強(qiáng)，從而使全身血液循環(huán)加速，促進(jìn)代謝廢物的排除，緩解遲發(fā)性肌肉酸痛的癥狀。劉振宇等[3]認(rèn)為下肢負(fù)壓-常壓恢復(fù)艙使下肢體液容積及相關(guān)循環(huán)環(huán)境發(fā)生變化，增加血流量，加速體內(nèi)乳酸的排除，從而有利于機(jī)體疲勞狀態(tài)的快速消除。而作為機(jī)體唯一的物質(zhì)與能量交換的場所，微循環(huán)的功能直接決定著運(yùn)動(dòng)員疲勞的消除和機(jī)能的恢復(fù)。對(duì)微循環(huán)功能評(píng)價(jià)最常用最客觀的指標(biāo)是不同生理狀態(tài)下微血管血流灌注量(microcirculatory blood perfusion，MBP)的變化值，尤其是當(dāng)局部肌肉加熱到42～44℃時(shí)微血管的血流灌注量。當(dāng)局部組織加熱到42～44℃，微血管可以達(dá)到最大的舒張狀態(tài)，可反應(yīng)出微血管最大的血流儲(chǔ)備能力，這對(duì)于高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)體物質(zhì)與能量的快速交換有著十分重要的意義[4-6]。但目前關(guān)于下肢負(fù)壓對(duì)運(yùn)動(dòng)員微循環(huán)血流灌注量影響的相關(guān)研究較為缺乏，鮮有報(bào)道?；诖?，本文以國家賽艇隊(duì)的14名男子賽艇運(yùn)動(dòng)員為受試對(duì)象，觀察4周下肢間歇負(fù)壓療法對(duì)運(yùn)動(dòng)員下肢股四頭肌皮膚微循環(huán)血流灌注量的影響，探討其對(duì)疲勞恢復(fù)的作用，以期為運(yùn)動(dòng)員提供一種改善下肢血流狀態(tài)促進(jìn)體能快速恢復(fù)的方法。

1 對(duì)象與方法

1.1 受試對(duì)象

以國家賽艇隊(duì)的14名男子賽艇運(yùn)動(dòng)員為受試對(duì)象，隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組，所有隊(duì)員均為一級(jí)及以上水平，且均排除心血管疾病，肝病、腎病、糖尿病、外周血管及皮膚病等疾病，運(yùn)動(dòng)員基本情況見表1。本試驗(yàn)的開展首先得到中國賽艇隊(duì)科研醫(yī)務(wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人和隊(duì)員所在組別教練組的許可，其次所有入選對(duì)象在明白本試驗(yàn)的目的和測試要求的情況下自愿參與。

1.2 試驗(yàn)安排及步驟

根據(jù)訓(xùn)練安排，冬訓(xùn)期間，國家賽艇集訓(xùn)隊(duì)運(yùn)動(dòng)員在貴陽紅楓湖進(jìn)行訓(xùn)練，2018年2月19日至2018年3月18日的四周為試驗(yàn)期，在此期間內(nèi)隊(duì)員總訓(xùn)練量達(dá)到676.4 km，總時(shí)間達(dá)到5 281 min。每周一至周六僅白天訓(xùn)練，每周三下午和周日全天為隊(duì)員的休息時(shí)間。每周周一、周二、周四、周五、周六晚上用下肢間歇負(fù)壓艙對(duì)試驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行恢復(fù)干預(yù)，每次干預(yù)20 min，而對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員不采取恢復(fù)干預(yù)的手段，在2月18日和3月18日即下肢間歇負(fù)壓艙干預(yù)前后對(duì)14名運(yùn)動(dòng)員股四頭肌皮膚微循環(huán)分別進(jìn)行無創(chuàng)測試。

1.3 下肢間歇負(fù)壓具體操作方法

本試驗(yàn)中用到的下肢負(fù)壓設(shè)備是由德國生產(chǎn)的VACUSPORT負(fù)壓-常壓體能恢復(fù)艙，運(yùn)動(dòng)員采取仰臥位躺在設(shè)備上，髂骨嵴及以下伸入艙內(nèi)，配有可伸縮性的密閉隔膜可適應(yīng)受試者腰圍的大小，將腰部及以下封閉，以保持良好的氣密性，在艙內(nèi)有一真空泵，可間斷性地產(chǎn)生負(fù)壓和常壓。負(fù)壓艙內(nèi)氣壓約在4～5 s達(dá)到最大值-60 mbar。干預(yù)時(shí)間固定為20 min，負(fù)壓-常壓的時(shí)間比例設(shè)置為30 s∶10 s。

1.4 測試儀器

由瑞典Perimed有限公司生產(chǎn)的第五代激光多普勒血流儀(LDF)，型號(hào)：PeriFlux System 5000，該儀器采用了新的局部加熱法，可將局部肌肉溫度加熱到44℃。LDF不能提供血流量的絕對(duì)值如ml/min/100，只能提供一個(gè)相對(duì)值，所以各指標(biāo)的測試結(jié)果均為相對(duì)值，但是其變化可直接反應(yīng)組織微循環(huán)血流灌注量的改變。

1.5 測試指標(biāo)

選取右側(cè)股四頭肌肌腹隆起最高處為具體測試部位，測試指標(biāo)包括微循環(huán)血流灌注量(microcirculatory blood perfusion,MBP)、血細(xì)胞平均運(yùn)行速度(average velocity of blood cells，AVBC)、運(yùn)動(dòng)血細(xì)胞濃度(concentration of moving blood cells，CMBC)，其中MBP=CMBC×AVBC/100，MBP的單位為PU(perfusionunit)，1 PU表示一個(gè)灌注單位。測試值包括基礎(chǔ)值和加熱后值(44℃)，通過比較加熱前后差值可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)微循環(huán)血流儲(chǔ)備能力。

1.6 測試方法

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 微循環(huán)相關(guān)指標(biāo)MBP的變化情況

如表2所示為試驗(yàn)前后兩組隊(duì)員股四頭肌皮膚微循環(huán)相關(guān)指標(biāo)中MBP的變化情況，從表2中可知，干預(yù)前兩組的MBP無論是基礎(chǔ)值、加熱后值還是前后差值均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(P>0.05)。經(jīng)過4周間歇負(fù)壓干預(yù)后兩組的MBP基礎(chǔ)值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但干預(yù)后試驗(yàn)組MBP的加熱后值和前后差值均顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。組內(nèi)比較雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但試驗(yàn)組MBP的加熱后值和前后差值幾乎維持不變，其MBP差值僅下降了1.94%；而對(duì)照組的相關(guān)指標(biāo)具有下降的趨勢，其MBP差值下降了 24.01%。

2.2 微循環(huán)相關(guān)指標(biāo)AVBC的變化情況

如表3所示為試驗(yàn)前后兩組隊(duì)員股四頭肌皮膚微循環(huán)相關(guān)指標(biāo)中AVBC的變化情況，從表3中可知，干預(yù)前兩組的AVBC無論是基礎(chǔ)值、加熱后值還是前后差值均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(P>0.05)。經(jīng)過4周間歇負(fù)壓干預(yù)后兩組的AVBC基礎(chǔ)值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但干預(yù)后試驗(yàn)組AVBC的加熱后值和前后差值均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。組內(nèi)比較發(fā)現(xiàn)，干預(yù)后試驗(yàn)組AVBC的加熱后值相比干預(yù)前降低具有非常顯著差異(P<0.01)，其加熱前后差值相比干預(yù)前降低具有顯著差異(P<0.05)。

2.3 微循環(huán)相關(guān)指標(biāo)CMBC的變化情況

如表4所示為試驗(yàn)前后兩組隊(duì)員股四頭肌皮膚微循環(huán)相關(guān)指標(biāo)中CMBC的變化情況，從表4中可知，干預(yù)前兩組的CMBC無論是基礎(chǔ)值、加熱后值還是前后差值均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(P>0.05)。經(jīng)過4周間歇負(fù)壓干預(yù)后兩組CMBC的基礎(chǔ)值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但干預(yù)后試驗(yàn)組CMBC的加熱后值和前后差值均非常顯著高于對(duì)照組(P<0.01)。組內(nèi)比較雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但試驗(yàn)組CMBC的基礎(chǔ)值、加熱后值和前后差值均具有增長的趨勢，而對(duì)照組CMBC的加熱后值和前后差值具有下降的趨勢。

Tab. 2 Test results of MBP between the two groups(PU， n=7)

MBP:Microcirculatory blood perfusion；INP:Intermittent negative pressure
*P<0.05vscontrol group

Tab. 3 Test results of AVBC between the two groups n=7)

AVBC:Average velocity of blood cells；INP:Intermittent negative pressure
*P<0.05vscontrol group；#P<0.05,##P<0.01vsbefore INP

Tab. 4 Test results of CMBC between the two groups n=7)

CMBC:Concentration of moving blood cells；INP:Intermittent negative pressure
**P<0.01vscontrol group

3 討論

本試驗(yàn)通過PeriFlux 5000激光多普勒血流儀監(jiān)測兩組隊(duì)員股四頭肌微血管的血流狀態(tài)，其將身體局部溫度加熱到44℃時(shí)，微血管可達(dá)到最大的舒張狀態(tài)，通過比較加熱前后微循環(huán)血流灌注量改變程度可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)微循環(huán)血流儲(chǔ)備能力，對(duì)判斷微循環(huán)功能狀態(tài)有著重要作用。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，在干預(yù)前對(duì)照組和試驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員MBP差值分別是195.32 PU和243.72 PU，朱歡等研究表明，我國公開級(jí)賽艇運(yùn)動(dòng)員肱二頭肌微循環(huán)血流儲(chǔ)備能力正常值應(yīng)在160以上，且不同性別運(yùn)動(dòng)員之間無明顯差異，而上肢肌肉MBP的儲(chǔ)備能力要明顯高于下肢肌肉，由此可知在干預(yù)前兩組運(yùn)動(dòng)員微循環(huán)功能均處于正常狀態(tài)，身體機(jī)能狀態(tài)較好[6-7]。在干預(yù)后試驗(yàn)組的微循環(huán)血流儲(chǔ)備能力高于對(duì)照組，張昊楠等研究認(rèn)為微循環(huán)儲(chǔ)備能力在評(píng)價(jià)訓(xùn)練強(qiáng)度對(duì)機(jī)體疲勞積累的影響時(shí)更敏感，其變化與常規(guī)生化指標(biāo)變化特點(diǎn)具有一定的一致性[8]。由以上分析不難推測出干預(yù)后試驗(yàn)組隊(duì)員的機(jī)能狀態(tài)更好，其在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下能夠動(dòng)員更多的血流灌注量以備肌肉所需，從而間接說明間歇負(fù)壓干預(yù)可以提高微循環(huán)的功能狀態(tài)。另外，從CMBC和AVBC的變化情況來看，對(duì)照組隊(duì)員股四頭肌CMBC和AVBC的加熱后值和前后差值均有所降低，與MBP的變化趨勢相一致，說明對(duì)照組隊(duì)員下肢皮膚微循環(huán)功能狀態(tài)有所下降。而試驗(yàn)組CMBC的加熱后值、前后差值均有所增高，但其AVBC加熱后值和前后差值降低較明顯，這可能是由于濃度增加導(dǎo)致其運(yùn)行速度減慢?？傮w上本試驗(yàn)結(jié)果說明經(jīng)過4周的訓(xùn)練后對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員股四頭肌皮膚微循環(huán)功能有所下降，而試驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過4周的間歇負(fù)壓干預(yù)后運(yùn)動(dòng)員股四頭肌皮膚微循環(huán)功能有所增強(qiáng)。梁靜群等研究認(rèn)為人體肢端微循環(huán)的改善與體能恢復(fù)為正相關(guān)[9]。由此可以推測下肢間歇負(fù)壓干預(yù)改善了皮膚微循環(huán)功能狀態(tài)，也必然會(huì)改善肌肉中的血流狀態(tài)，進(jìn)而對(duì)體能的恢復(fù)有著積極的作用。

Sundby等[10]觀察4種不同模式的負(fù)壓對(duì)23名健康人群足部血流灌注量的影響，其在負(fù)壓作用2 min過程中觀察足部血流速度和血流量等的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4種模式下，受試者足部血流量和血流速度均有不同程度的增加。Rensburg等[11]設(shè)計(jì)交叉對(duì)照實(shí)驗(yàn)以22名板球運(yùn)動(dòng)員為受試對(duì)象，研究下肢間歇負(fù)壓對(duì)疲勞恢復(fù)的作用，其將22名運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組，試驗(yàn)組隊(duì)員在力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后即刻、24 h、48 h三個(gè)階段進(jìn)行負(fù)壓干預(yù)30 min，對(duì)照組隊(duì)員在力竭運(yùn)動(dòng)后不做任何干預(yù)，以血乳酸和肌酸激酶作為評(píng)價(jià)疲勞恢復(fù)程度的指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組的乳酸值降低具有顯著變化，而兩組的CK值變化不明顯，由此得出下肢間歇負(fù)壓具有促進(jìn)乳酸排除的作用，可以快速地恢復(fù)體能。以上研究表明負(fù)壓增加了下肢血流量，從而可能使動(dòng)脈血管中氧濃度和營養(yǎng)物質(zhì)增加，加快細(xì)胞新陳代謝；而在常壓階段，下肢血液迅速地回流到上半身，全身血液循環(huán)加速，進(jìn)而促進(jìn)乳酸等代謝廢物的排除。本試驗(yàn)中與對(duì)照組相比，4周下肢間歇負(fù)壓干預(yù)提高試驗(yàn)組隊(duì)員的微循環(huán)功能，有利于其體能的快速恢復(fù)，這與以上的研究結(jié)果也相吻合。

與穩(wěn)定狀態(tài)下的血流剪切力相比，脈沖搏動(dòng)性血流能夠增加血液中前列腺素、內(nèi)皮依懶性舒張因子、血小板衍生生長因子、組織型纖溶酶原激活劑等的釋放。而間歇負(fù)壓療法的作用機(jī)制可能與此類似，負(fù)壓常壓更迭使下肢血流振蕩可能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的剪切應(yīng)力，促進(jìn)生化介質(zhì)的釋放，舒張血管增加下肢血流量，從而增加肌肉組織的氧供、血供與酶活性；也可能改善肌肉組織所處微環(huán)境的狀態(tài)，為肌肉的自我恢復(fù)創(chuàng)造更好的條件。且負(fù)壓作用于身體下肢時(shí)機(jī)體為維持直立應(yīng)力中血壓的穩(wěn)定可通過自身調(diào)節(jié)使下肢的壓力反射增強(qiáng)[12]。也可能是這種刺激感應(yīng)傳送到大腦皮層，使交感腎上腺系統(tǒng)活性增強(qiáng)，而腎上腺素增加可促使肝糖元的應(yīng)急動(dòng)員，有助于提高肌肉的氧化酶活性，抑制乳酸的生成，緩解肌肉的疲勞癥狀，有利于提高運(yùn)動(dòng)員的競技能力。

綜上所述，下肢間歇負(fù)壓療法可改善男子賽艇運(yùn)動(dòng)員股四頭肌皮膚微循環(huán)血流狀態(tài)，對(duì)促進(jìn)體能的快速恢復(fù)有著積極作用。