加壓訓練對類胰島素生長因子(IGF-1)分泌影響的Meta分析

羅若營，林 迪，郭惠杰，廖志錦

(1.福建師范大學 體育科學學院，福州 350001；2.福建工程學院，福州 350001)

肌肉力量是維系個體運動能力及降低運動風險的基礎保障。傳統(tǒng)上，往往通過大強度訓練提升肌肉力量。但是，對于缺乏力量訓練經驗的非專業(yè)人士、康復人群和老年人群體而言，大強度力量訓練極易引發(fā)不同程度的運動損傷。實際上，小強度結合加壓形式的訓練方式，同樣能夠促進肌肉肥大和力量提高。這種安全有效的訓練方法可為傳統(tǒng)力量訓練提供替代方案。

加壓訓練(BFRT)又稱血流限制訓練，通過專業(yè)綁帶對上肢或者下肢近心端施加壓力，造成肢體肌肉遠端缺血，并在此種狀態(tài)下進行運動訓練。由于肌肉訓練效果好、操作方便且安全性高，加壓訓練近年來逐漸在大眾健身、專業(yè)訓練及運動康復等多個領域得以廣泛應用。盡管加壓訓練對促進肌肉肥大及力量提高已得到大量實驗驗證，但其生理機制仍然不甚明確。

在諸多解釋機制中，類胰島素生長因子IGF-1(Insulin-like Growth Factor-1)增加被認為是肌肉力量提高和肌肉肥大的可能生理機制之一。IGF-1是一種多肽類激素，主要作用于調節(jié)代謝，通過刺激脂質分解和氧化[1]，促進肌肉腱組織內膠原合成[2]。Madarame等研究發(fā)現(xiàn)，加壓訓練后IGF-1濃度顯著提高[3]。Abe等對固定20%1RM運動強度的加壓訓練的研究結果同樣表明，IGF-1顯著升高[4]。可見，訓練引起的肌肉大小和力量的變化可能與IGF-1的變化有關。不過，亦有學者持不同看法。Borst和Mitchell等學者研究發(fā)現(xiàn)，加壓訓練后靜息血清IGF-1并沒有顯著變化[5-6]，趙之光等學者的研究同樣指出，在急性訓練和長期訓練之后，加壓訓練與傳統(tǒng)增肌訓練都沒有使IGF-1濃度表現(xiàn)出顯著的變化[7]?？梢姡P于加壓訓練能否通過提升IGF-1濃度影響肌肉力量的作用機制尚存在一定分歧，還沒有形成明確結論。主要原因在于目前該領域相關研究的受試人群類型不同、樣本數(shù)量相對局限，導致單個研究可信度降低，最終的判斷效果不甚理想。Meta分析根據(jù)文獻資料性質與特征，應用統(tǒng)計方法對多個同類的研究效應進行定量綜合，并進行總體效應評價。在系統(tǒng)評價中，Meta分析在回答原單個研究未提出的問題、增加效能檢驗、解決單個研究結果的爭議等方面具有優(yōu)勢。基于此，本文選擇國內外期刊關于加壓訓練對IGF-1影響的實驗性研究進行Meta分析，以期為完善豐富訓練學相關理論提供參照，為該領域后續(xù)深入研究提供循證依據(jù)，為科學鍛煉、合理訓練提供指導。

1 研究方法

本研究結果根據(jù)系統(tǒng)分析和Meta分析有限報告條目的規(guī)定流程進行分析[8]。

1.1 檢索策略

本文以PubMed、Web of Science、CNKI和Google Scholar數(shù)據(jù)庫為中心，以KAATSU training、blood flowrestriction training、加壓訓練、BFRT和Blood flow-restricted等為干預手段的相關主題詞，以IGF-1為結局指標，對隨機對照試驗類型的研究文獻進行檢索，檢索時間從建庫到2019年6月。檢索流程結果如下(圖1)。

圖1 文獻流程圖及篩選結果

1.2 納入和排除標準

由兩名研究者獨立對檢索到的文獻進行標題、摘要和全文的文獻篩選與交叉核對，如產生分歧則與第三名研究者通過討論的方式進行重新審查。

納入標準：①干預手段為加壓訓練或者低阻力結合加壓訓練；干預力量均為小強度的力量訓練；②包含IGF-1結局指標；③研究類型為隨機實驗或對照實驗；④研究人群為普通人群，無論是否有運動訓練經歷；⑤研究包含詳細的實驗設計、限制血流的程度。

排除標準：①不符合前文納入標準要求的文獻，如綜述類文獻、會議文獻、動物實驗類文獻等；②結局指標不包含IGF-1的文獻；③實驗結果未用平均數(shù)±標準差(M±SD)表示的文獻。

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指標的提取，具體內容包括：文獻作者、實驗對象人群、樣本量、性別、年齡、干預周期、實驗設計方案、結局指標等。對于缺乏數(shù)據(jù)信息或信息不明確的資料，采用電子郵件的形式與作者聯(lián)系獲取。

1.4 方法學質量評估

利用Buchheit等[9]采用的質量評估方法對納入的文獻進行評估。用“√”表示有明確描述，“×”表示無明確描述，“？”表示未知或未充分描述。對所有納入的文獻進行偏倚性風險的評估。根據(jù)PRISMA[10]聲明修改的8個評價項目對文獻進行評分，通過累計得分將文獻分為低風險(7—8分)、中度風險(4—6分)和高風險(0—3分)3個等級。納入的8篇文章中1篇為低風險，6篇為中度風險，1篇為高風險，平均得分為5分。其中具體評價指標含義為，1：是否明確納入標準；2：是否進行隨機分組；3：組間基礎值有無顯著差異；4：是否對主要指標的評定者實施盲法；5：所有受試者是否按方案接受干預，或對主要結果進行“意向性分析”；6：是否描述退出或缺失情況，退出比例<20%；7：受試者人數(shù)是否滿足計算的樣本量；8：是否報告每組結果、效應量及精確度。

表1 納入文獻的風險偏倚評價

1.5 數(shù)據(jù)分析

本文主要運用Revman5.3軟件，對納入文獻結局指標進行分析。數(shù)據(jù)處理的基本思路為：納入結局指標變量為連續(xù)型變量，采用SMD或者MD為效應尺度指標，數(shù)據(jù)單位相同則采用加權平均數(shù)(MD)，單位不一致或者數(shù)據(jù)提取結果相差較大時則采用標準化均數(shù)差(SMD)進行處理[11]。用I2統(tǒng)計量來衡量研究間存在的異質性大小，I2=0.0%，認為納入研究的文獻完全沒有異質性；I2<50.0%，認為納入研究的文獻異質性比較低；I2≥50.0%，則認為納入研究的文獻有明顯的異質性。當各文獻間無明顯異質性時(P≥0.10且I2<50.0%)，采用固定效應模型；當各文獻間有明顯異質性時(P<0.10或I2≥50.0%)，采用隨機效應模型[12]；當異質性存在時，進行逐篇排除法來進一步尋找異質性來源。采用森林圖確定均數(shù)差、漏斗圖和Egger’s法檢驗發(fā)表偏倚、敏感性分析驗證研究結果的可靠性。

2 研究結果

2.1 納入文獻特征及干預方案

8篇文獻中受試者為普通人群，其中有部分受試者接受過一定的運動訓練，部分受試者耐糖性低。樣本量共計271人(加壓，普通訓練，其他鍛煉方式)，年齡范圍為21—75歲(表2)。8篇文獻研究訓練的強度均小于30%1RM。加壓壓力：30—200 mmHg不等(表3)。

表2 納入文獻的基本特征

表3 納入文獻實驗設計方案及結局指標

2.2 加壓訓練的Meta分析結果

雖然納入研究測量激素IGF-1的單位相同，但有些研究的數(shù)據(jù)結果差異較大，因此采用標準化均數(shù)差(SMD)作為Meta分析的合并效應量尺度。納入的8篇文獻中，報告了加壓訓練對激素IGF-1分泌影響的被試對象共計198人(采用加壓訓練的實驗組與對照組)。各研究結果合并后，I2=33%，P=0.17，一般而言，0≤I2≤75%，適宜采用固定效應模型，以防止異質性問題影響研究結果，故為保證分析的科學性，本文采用了固定效應模型分析[19]。Meta分析的森林圖(圖2)顯示加壓訓練對于增加激素IGF-1分泌達到顯著性水平(SMD=0.75，95%CI：0.45—1.04，P<0.000 01)。參照科恩效應量標準，即小效應(≥0.2且<0.5)，中等效應(≥0.5且<0.8)，大效應(≥0.8)[20]，本研究SMD=0.75表明加壓訓練能夠在中等偏上程度增加激素IGF-1分泌。

圖2 加壓訓練對IGF-1分泌影響的Meta分析森林圖

2.3 加壓訓練的Meta亞組分析結果

8篇文獻研究的實驗設計、受試人群年齡和干預周期等存在一定的差異，因此，進一步對干預周期、受試人群年齡等進行亞組分析(表4)。

表4 亞組分析結果

2.4 發(fā)表偏倚分析

漏斗圖是一種常見的檢驗研究分析是否存在發(fā)表偏倚的方法，漏斗圖是以各個研究數(shù)據(jù)的標準差為縱軸，以研究效應量為橫軸的散點圖，根據(jù)圖形的對稱程度來大致判斷研究的發(fā)表偏倚情況。通過Reman5.3軟件對加壓訓練對激素IGF-1分泌影響的干預效果制作漏斗圖。研究發(fā)現(xiàn)，8篇文獻的研究基本能夠形成左右對稱，初步判斷各研究之間不存在發(fā)表偏倚或其他偏倚(圖3)。

為了進一步確定發(fā)表偏倚情況，通過Stata軟件進行Egger’s檢驗分析，最終得出(表5)：t=2.25，P=0.065，95%CI為：[-1.766 694，42.239 67]，置信區(qū)間包含0，說明研究不存在發(fā)表偏倚，Meta分析結果比較穩(wěn)定。

圖3 發(fā)表偏倚漏斗圖

表5 Egger’s法檢驗的發(fā)表偏倚

2.5 敏感性分析

通過stata軟件下的Meta模塊對8篇文獻進行敏感性分析顯示，8篇文獻都落在可信區(qū)間內，基本集中在中線附近(圖4)，表明各研究對結果的差異性影響不大，說明本研究Meta分析結果較為可信。

圖4 敏感性分析圖

3 分析與討論

本研究Meta分析初步結果顯示，加壓訓練能夠促進激素IGF-1的顯著增加，依據(jù)先前研究發(fā)現(xiàn)，激素IGF-1等合成代謝激素的濃度增加有利于肌肉的生長[21]，從而增加肌肉力量和促進肌肉肥大。下文根據(jù)Meta分析結果進一步討論加壓訓練促進激素IGF-1分泌的具體效應及生理機制。

3.1 加壓訓練促進激素IGF-1增加的具體效應

多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，激素IGF-1的增加與代謝類激素GH分泌存在著緊密聯(lián)系。有研究證明，加壓訓練能夠使激素GH顯著增加，甚至加壓訓練方式下GH的增加效果優(yōu)于傳統(tǒng)訓練方式[7，13]。有研究發(fā)現(xiàn)，加壓訓練使得生長激素通過受體刺激全身和組織細胞的特異性來促進IGF-1的表達，進而促進肌肉腱組織中膠原蛋白合成[2，22-23]。Florini等學者的研究也發(fā)現(xiàn)加壓訓練下GH顯著增加，刺激內源性肌肉產生IGF-1，從而促進肌肉蛋白合成[24-25]。還有研究發(fā)現(xiàn)，加壓訓練方式下能夠增加GH的濃度，進而增加IGF-1的表達，使得激素IGF-1在加壓訓練下實現(xiàn)顯著增加效果[16，26]。然而，并非所有的研究都支持前述結論，有一些加壓訓練實驗研究并沒有發(fā)現(xiàn)激素GH和IGF-1的顯著增加。例如，Abe等人的研究發(fā)現(xiàn)，采用加壓步行訓練和增大加壓訓練阻力兩種不同的訓練形式，對于GH和IGF-1增加并不明顯，訓練強度升高后激素GH和IGF-1的水平才顯著升高[15，27]。對不同特征人群的研究也發(fā)現(xiàn)，健康的年輕人群體中，低負荷耐力訓練與BFR結合后，運動后GH濃度的增加幅度與高負荷耐力訓練程度相當或更大，進而使得IGF-1濃度增加[3，26]。并且在加壓訓練中的不同強度、受試人群特征影響下，激素GH的分泌增加或減少，直接或間接影響激素IGF-1的分泌?？梢姡祟惤Y果產生的原因可能是受到不同訓練強度、方式和不同人群特征的影響。

3.2 加壓訓練促進激素IGF-1增加的亞組分析

為了探索不同加壓訓練強度、方式與人群特征差異對研究結果的影響，進一步做亞組分析。對干預時間的亞組分析發(fā)現(xiàn)，干預時間小于4周，加壓訓練對激素IGF-1增加不顯著(P=0.07)。干預時間4周以上，激素IGF-1增加具有顯著性(P=0.000 1)。在短時間的加壓訓練或者急性訓練后，激素IGF-1急劇增加，但隨著運動的恢復，激素IGF-1的濃度逐漸恢復至先前水平。干預時間越長，越可能刺激IGF-1分泌和適應，最終實現(xiàn)顯著增加。按年齡特征將受試人群分為青年組和中老年組并進行亞組分析發(fā)現(xiàn)，無論是中老年人群還是青年人群，進行加壓訓練后激素IGF-1都能夠顯著增加(P=0.004，P=0.000 1)。不過，青年組不存在異質性(I2=0)，老年組則存在異質性(I2=61%)，這可能與加壓訓練干預時間有關。中老年群體中，干預時間較短的IGF-1分泌不顯著，干預時間不少于4周的加壓訓練則能夠顯著提高激素IGF-1水平。當然，具體的機制需要進一步探索驗證。

3.3 啟示

加壓訓練作為一種以較小的運動強度促進蛋白合成、刺激肌肉生長的訓練新方法，已被證實可有效提高肌肉力量和肌肉肥大，不過其作用機制尚不完全明確。傳統(tǒng)抗阻力訓練可以引起GH和IGF-1急劇增加，進而可能促進肌肉肥大和力量提高[5]。加壓訓練下的肌肉適應和傳統(tǒng)訓練相似，同樣發(fā)現(xiàn)合成代謝激素GH和IGF-1大量增加，Borst和Marx等研究提出，加壓訓練下IGF-1、GH顯著增加，并進一步刺激肌肉蛋白合成[5，28]，促進肌肉肥大和力量提高。比如，Abe等人發(fā)現(xiàn)，在進行小強度的加壓力量訓練后，IGF-1的濃度出現(xiàn)顯著性增加，表明IGF-1的表達上調可能是有效促進肌肉力量和肌肉肥大的因素[4]。Madarame 等人的研究同樣也發(fā)現(xiàn)了加壓運動后IGF-1 濃度顯著提高[29-30]，GH和IGF-1等合成代謝激素的濃度增加則有利于肌肉的生長[29]。還有研究發(fā)現(xiàn)，在加壓訓練期間和訓練之后都能夠引起GH增加從而刺激肝臟產生IGF-1，導致循環(huán)血液中IGF-1的濃度升高，進而刺激肌肉蛋白合成[5]。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)由于加壓訓練引起血液中GH和IGF-1濃度的增加，可能促進肌肉衛(wèi)星細胞的增殖和分化，最終導致肌肉肥大[16]?？梢姡琁GF-1激素的增加與肌肉肥大和力量提高之間存在緊密的聯(lián)系，雖然尚未完全明確加壓訓練下的肌肉肥大和力量增長的機制，但有些研究發(fā)現(xiàn)了IGF-1在肌肉肥大和增長中起到的正向、積極作用。

3.4 研究的局限與展望

本研究還存在一定局限，如符合標準被納入Meta分析的文獻數(shù)量可能不夠充足，部分研究中尚存在受試人群的數(shù)量較少的問題。這些因素可能會對研究結果的信度產生影響。隨著后續(xù)研究文獻的增加，可以進一步擴大樣本量以提高研究信度。

加壓訓練作為一種肌肉訓練的新形式受到廣泛的關注和應用。目前，加壓訓練更多應用在大眾鍛煉及運動康復領域，對于競技體育專業(yè)訓練群體是否具有良好的效果，則需要研究者進一步探索和驗證。