超低溫冷凍治療在運動實踐中應(yīng)用的研究進展

王澤文，王潤極，李海鵬，殷 越，范永召，吳 昊*

對于在毫厘間決出勝負的競技體育而言，通過訓練建立絕對優(yōu)勢的難度越來越大。因此，尋求非訓練類策略促進精英運動員競技表現(xiàn)的進一步提升，是科技助力奧運備戰(zhàn)的重要課題（黎涌明 等， 2020）。超低溫冷凍治療作為新興的促進競技表現(xiàn)提升的非訓練類策略，在運動實踐中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，相關(guān)研究也備受關(guān)注。

20世紀70年代以來，多種形式的冷療技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域（吳昊， 2020； Bouzigon et al.， 2016）。20世紀70年代末，日本的Yamauchi等（1982）注意到風濕性關(guān)節(jié)炎患者在冬季癥狀有所緩解，由此將超低溫冷凍治療引入臨床實踐。20世紀80年代，來自德國的Fricke等（1986）和波蘭的Zagrobelny等（1992）對此進行了進一步發(fā)展。近年來，超低溫冷凍治療越來越多地應(yīng)用于運動科學領(lǐng)域（Lombardi et al.， 2017），且被證實可有效促進機體恢復(fù)并提升運動表現(xiàn)（王世濤 等， 2018； Patel et al.， 2019），雖然超低溫冷凍治療得到越來越多的關(guān)注，但研究成果分散，缺少系統(tǒng)化整理。本研究通過對國內(nèi)外有關(guān)超低溫冷凍治療研究的整理與分析，歸納和總結(jié)出超低溫冷凍治療在運動實踐中的應(yīng)用效果，以展示研究現(xiàn)狀，并對未來的發(fā)展方向進行展望。

1 超低溫冷凍治療概述

1.1 超低溫冷凍治療的分類

超低溫冷凍治療通過超低溫度的液氮噴霧或空氣對身體產(chǎn)生低溫刺激來促進機體恢復(fù)。在目前有關(guān)超低溫冷凍治療的相關(guān)研究中，一般可分為全身冷凍治療（whole body cryotherapy，WBC）和局部身體冷凍治療（par‐tial body cryotherapy，PBC）。WBC是將受試者全身暴露在-160 ℃～-110 ℃環(huán)境下的密閉的冷凍室內(nèi)（Lombardi et al.， 2017）；PBC是將受試者鎖骨以下部分暴露在-195 ℃～-110 ℃冷凍艙內(nèi)進行120～180 s的干預(yù)（表1）（Bouzigon et al.， 2016）。

表1 超低溫冷療設(shè)備參數(shù)（Bouzigon et al.，2016）Table 1 Cryotherapy Device Parameters （Bouzigon et al.，2016）

PBC在一個開放式冷凍艙內(nèi)進行（圖1），受試者的鎖骨以下部位暴露在冷凍艙內(nèi)（Polidori et al.， 2018）。通過向冷凍艙內(nèi)噴灑氮氣來制冷，治療時受試者與氮氣直接接觸。液氮的沸點為-196 ℃，所以PBC的溫度一般為-195 ℃～-110 ℃。由于PBC的冷凍艙是開放的，因此難以精確控制溫度。有研究表明，PBC期間身體不同位置皮膚旁的溫度有顯著差異，且明顯高于設(shè)定溫度，PBC后不同位置的皮膚溫度也有顯著差異（Savic et al.， 2013）。

圖1 WBC（A）和PBC（B）設(shè)備示意圖（Polidori et al.， 2018）Figure 1. Schematic Diagram of WBC（A） and PBC（B）（Polidori et al.， 2018）

1.2 WBC和PBC的比較

WBC和PBC的作用機制類似，都是通過低溫刺激促進機體恢復(fù)，但兩種方法也存在一些不同之處（Bouzigon et al.， 2016； Louis et al.， 2015； Polidori et al.， 2018） （表2）。WBC和PBC也各具優(yōu)缺點，WBC的優(yōu)點在于干預(yù)效果更好。研究表明，相同溫度（-140 ℃）的WBC比PBC對體溫的影響更大（圖2） （Polidori et al.， 2018），對自主神經(jīng)系統(tǒng)的刺激強度也更大（Hausswirth et al.， 2013），且WBC設(shè)備空間大，可同時多人冷療。PBC的優(yōu)點在于方便移動，可以在運動場邊使用，而WBC的設(shè)備不能移動且占用空間較大，所以PBC更多地用于運動隊中，WBC則多用于康復(fù)中心或訓練基地（Bouzigon et al.， 2016）。此外，兩種超低溫冷凍治療的成本也有差別，WBC設(shè)備較為昂貴，且需要日常維護，而PBC設(shè)備則不需要過多維護，但PBC設(shè)備所消耗的液氮費用較為昂貴且不易儲存。

圖2 WBC和PBC后皮膚溫度的紅外熱成像(Polidori et al., 2018)Figure 2. Infrared Thermography of Skin Temperature after WBC and PBC (Polidori et al., 2018)

表2 WBC和PBC的主要區(qū)別Table 2 The Main Difference between WBC and PBC

1.3 超低溫冷凍治療的安全性

由于超低溫冷凍治療期間人體需要暴露于極端低溫環(huán)境下，因此安全性問題備受關(guān)注。有研究證實，在保持正確的治療方法的前提下，單次WBC（-120 ℃，3 min）后受試者前臂皮膚的水和狀態(tài)和pH值均未改變（Piotrows‐ka et al.， 2021）。另一項研究在連續(xù)進行15次WBC后同樣發(fā)現(xiàn)，受試者的皮膚水和狀態(tài)和pH值均無顯著變化（Anna et al.， 2021）。因此，WBC對皮膚是安全的。此外，雖然WBC會導(dǎo)致血壓升高，尤其是收縮壓，但是這種變化只是暫時的，對血壓正常的人是安全的（周超彥 等，2019； Lubkowska et al.， 2011a）。也有研究表明，WBC對于輕度高血壓或已得到藥物治療控制的動脈高血壓患者同樣是安全的（Missmann et al.， 2016）。一項研究在對10名精英橄欖球運動員進行連續(xù)7天的WBC后，發(fā)現(xiàn)受試者N末端前體腦利鈉肽水平升高，但仍在正常范圍內(nèi)，而肌鈣蛋白I和高敏C反應(yīng)蛋白沒有變化，這也表明WBC沒有損害運動員的心臟功能（Banfi et al.， 2009）。但對于心血管衰竭的患者，應(yīng)謹慎使用冷凍治療（Zalewski et al.，2014）。Smolander等（2009）研究顯示，對女性來說，持續(xù)12周，每周3次的WBC（-110 ℃，2 min）不會導(dǎo)致與生長激素、催乳素、促甲狀腺素或甲狀腺激素分泌改變相關(guān)的疾病。

WBC對健康人群和輕度高血壓人群來說是安全的，但有部分疾病的患者不建議采用超低溫冷凍治療，例如，冷球蛋白血癥、冷耐受不良、雷諾病、甲狀腺功能減退、急性呼吸系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病、未控制的高血壓、交感神經(jīng)系統(tǒng)疾病、局部血流障礙和幽閉恐懼癥等（Patel et al.， 2019）。

2 超低溫冷凍治療在運動實踐中的應(yīng)用

2.1 氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)。作為代謝過程的一部分，細胞不斷產(chǎn)生自由基和活性氧。機體中存在2類抗氧化系統(tǒng)：1）酶抗氧化系統(tǒng)，包括超氧化物歧化酶（superoxide dis‐mutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）等；2）非酶抗氧化系統(tǒng)，包括麥角硫因、維生素C、維生素E、谷胱甘肽、褪黑素等。如果自由基的增加大于中和它們的能力，自由基將攻擊細胞成分，尤其是脂質(zhì)，并產(chǎn)生更多的自由基和活性氧，這些自由基和活性氧會損害其他細胞成分并導(dǎo)致膜損傷（Ito et al.， 2019）。

Wozniak等（2013）選取6名優(yōu)秀賽艇運動員連續(xù)6天每天訓練2次，干預(yù)組每次訓練前接受WBC（-150 ℃～-125 ℃，180 s），結(jié)果顯示，在第3天訓練后干預(yù)組血液中SOD和GSH-Px的活性以及循環(huán)過氧化產(chǎn)物均低于對照組，研究證實訓練前使用WBC可降低高強度運動引起的氧化應(yīng)激風險。Stanek等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)10天在60 min的運動前接受WBC（-120 ℃，180 s）的受試者相比于對照組，血清對氧磷酶1活性、髓過氧化物酶活性、血清總氧化狀態(tài)、可溶性CD40配體和血清淀粉樣物質(zhì)A水平顯著降低，且血漿總抗氧化能力顯著增加，提示，WBC能改善健康受試者的氧化應(yīng)激參數(shù)。

WBC后血清對氧磷酶1活性下降可能與氧化脂質(zhì)在高密度脂蛋白上積累的減少或脂質(zhì)在低密度脂蛋白上氧化的抑制有關(guān)，也可能與同型半胱氨酸硫內(nèi)酯合成的減少有關(guān)（Shunmoogam et al.， 2018）。血清總氧化狀態(tài)的降低也會降低對氧磷酶1的活性。

與試點工作開展前一年度相比，該市年均停電時長下降57.816分鐘，直接增加供電收入600萬，扣除其他因素帶來的增長，年直接經(jīng)濟效益可達360萬，后續(xù)隨著預(yù)測模型精度的不斷提升，通過主動運維降低設(shè)備停電時長的作用將愈加明顯，經(jīng)濟效益將益加顯著。

2.2 炎癥反應(yīng)

超低溫冷凍治療方案在醫(yī)學中常用于治療類風濕性關(guān)節(jié)炎和強直性脊柱炎等（Bouzigon et al.， 2016）。劇烈運動會誘導(dǎo)促炎性細胞因子增加（Chatzinikolaou et al.，2010）。一般認為細胞因子如白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-a，TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）、白細胞介素-12（IL-12）和白細胞介素-17（IL-17）是促炎的，而白細胞介素-10（IL-10）是抗炎的（Chatzinikolaou et al.， 2010）。研究表明，超低溫冷凍治療通過減少 TNF-α（Gizińska et al.， 2015；Jastrzabek et al.，2013； Ziemann et al.， 2012），增加IL-10來減少炎癥（Lub‐kowska et al.， 2011b），但也有可能增加 IL-6（Lubkowska et al.， 2011b； Ziemann et al.， 2012）。然而 IL-6 也可能具有抗炎特性（Scheller et al.， 2011）?；蛟S是由于施加的運動方案不同，目前關(guān)于超低溫冷凍治療對IL-6影響的研究結(jié)果并不一致。一般而言，單次超低溫冷凍治療可增加IL-6濃度，而連續(xù)超低溫冷凍治療會使IL-6濃度先升高后恢復(fù)到基礎(chǔ)值。綜上，超低溫冷凍治療和運動對IL-6的影響似乎是相似的（Lombardi et al.， 2017）。

已有研究證明，超低溫冷凍治療可通過提高抗炎的白細胞介素濃度和減少促炎信號分子的分泌降低運動后的炎癥反應(yīng)。Ziemann等（2012）發(fā)現(xiàn)，職業(yè)網(wǎng)球運動員連續(xù)5天進行中等強度訓練后進行WBC（-120 ℃，180 s）能有效改善細胞因子譜，使TNF-α降低、IL-6升高，同時也能有效降低心率，提高心肺系統(tǒng)功能效率。TNF-α降低和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)也會提高神經(jīng)肌肉的協(xié)調(diào)性，進而提高運動員擊球的有效性。Ziemann等（2014）以健康大學生為受試者，連續(xù)5天進行30 min離心運動，每天進行2次WBC（-110 ℃，180 s）后發(fā)現(xiàn)，WBC顯著提高了IL-10的濃度，顯著降低了IL-1β的濃度。Mila-Kierzenkowska等（2013）研究證明，職業(yè)排球運動員在進行次最大強度（85%最大心率，40 min）訓練前進行 WBC（-130 ℃，120 s），可有效降低男性排球運動員運動后促炎細胞因子的濃度。

2.3 骨代謝

自Arron等（2000）在《自然》（Nature）雜志上首次提出骨免疫學的概念以來，相關(guān)研究逐漸成為國內(nèi)外學者研究的熱點。在骨免疫學研究中，OPG/RANKL/RANK信號通路作為免疫系統(tǒng)參與骨代謝調(diào)節(jié)的主要通路一直備受關(guān)注（袁子琪 等， 2019）。運動時所產(chǎn)生的機械應(yīng)力以及運動誘導(dǎo)的免疫功能變化均能通過OPG/RANKL/RANK信號通路影響骨代謝。適宜的運動能上調(diào)骨保護素（os‐teoprotegerin，OPG）基因表達，抑制細胞核因子κB受體活化因子配體（receptor activator of nuclear factor-kappa b li‐gand，RANKL）分泌及其基因表達，促進IL-2、IL-18、干擾素（interferon，IFN）等保護性免疫細胞因子的分泌，有助于骨形成，使骨代謝趨向正平衡。而長時間大強度運動以及過度訓練則會上調(diào)RANKL基因表達，下調(diào)OPG基因表達，促使破骨細胞活性增強，同時又誘導(dǎo)IL-6、TNF-α、IL-17等炎癥性細胞因子分泌增多，間接促進骨吸收，使骨代謝趨向負平衡（元宇 等， 2015）。

有研究證實，WBC有助于骨形成，使骨代謝趨向正平衡，并通過增加骨密度來改善骨骼健康（Galliera et al.，2013）。10名職業(yè)橄欖球運動員在連續(xù)5天的日常訓練后接受WBC（-110 ℃，120 s ）后發(fā)現(xiàn)，WBC 可顯著增加OPG，而OPG是RANKL的腺苷酸受體，可減少破骨細胞的產(chǎn)生，有助于骨形成并減少骨吸收，進而對運動員產(chǎn)生積極影響。

2.4 脂質(zhì)代謝和能量消耗

脂類是能量的主要來源，也是機體主要的產(chǎn)熱底物。有研究證實，超低溫冷凍治療能增加人體的靜息能量消耗（resting energy expenditure，REE）。15名中年肥胖女性［BMI=（31.0±1.6）kg/m2］和 16 名偏瘦女性［BMI=（22.0±1.7）kg/m2）］連續(xù)5天進行PBC（-170 ℃～-130 ℃，150 s），通過測量PBC前、第1天后和第5天后REE發(fā)現(xiàn)，無論單次還是多次PBC都能在一定程度上增加女性的REE，且偏瘦女性比肥胖女性增加更為明顯（De Nardi et al.，2021）。Kojima等（2018）研究也證明，12名男性田徑運動員在10 min高強度間歇運動后進行WBC（-140 ℃，180 s），與休息對照相比，WBC后隨意能量攝入增加了24%。

超低溫冷凍治療通過激活包括白色脂肪、棕色脂肪和骨骼肌在內(nèi)的許多組織/器官中的顫抖和非顫抖產(chǎn)熱來增加REE，增加脂質(zhì)分解代謝和脂肪組織產(chǎn)熱（Palmer et al.， 2017）。在人體中，棕色脂肪通過增加其代謝率來維持體溫應(yīng)對寒冷，棕色脂肪細胞通過交感神經(jīng)熱生成促進能量消耗，從而上調(diào)非偶聯(lián)蛋白反應(yīng)（Giordano et al.， 2016）。冷刺激可以誘發(fā)棕色脂肪組織介導(dǎo)的氧氣消耗（Richard et al.， 2020）。4周的冷刺激可增加45%棕色脂肪組織體積，182% 底物氧化（Blondin et al.， 2017）。Wiecek等（2020）研究表明，20次WBC可增加女性的鳶尾素分泌，而鳶尾素可誘導(dǎo)白色脂肪細胞轉(zhuǎn)化為棕色脂肪細胞。雖然成人體內(nèi)的棕色脂肪組織含量少，但其產(chǎn)熱效率極高。被激活的棕色脂肪組織通過快速消耗葡萄糖和脂肪來發(fā)熱，當自身儲存的脂肪消耗殆盡，體內(nèi)的白色脂肪就會成為新燃料（Bostr?m et al.， 2012）。此外，低溫環(huán)境下運動也可有效誘導(dǎo)大鼠腹股溝AMPK、PGC-1α、UCP1蛋白過表達，從而促進白色脂肪棕色化，使體脂減少、體質(zhì)量降低（翁錫全 等， 2021）。

2.5 自主神經(jīng)系統(tǒng)

自主神經(jīng)系統(tǒng)可以影響心臟活動的調(diào)節(jié)。安靜狀態(tài)下自主神經(jīng)系統(tǒng)的2個分支構(gòu)建心律的平衡。交感神經(jīng)分支通過神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)加速心率，而副交感神經(jīng)分支通過神經(jīng)調(diào)節(jié)使心率降低。已知副交感神經(jīng)活動與運動恢復(fù)和降低心血管風險有關(guān)（吳盡 等， 2020； Bieuzen et al.， 2015）。

有研究表明，11名精英花樣游泳運動員訓練后進行WBC（-110 ℃，180 s），可增強副交感神經(jīng)活動，提高血乳酸清除率，在第2次運動時表現(xiàn)出更高的攝氧量（Schaal et al.， 2013）。有研究進一步證明，WBC（-110 ℃，180 s）和PBC（-160 ℃，180 s）都能有效刺激副交感神經(jīng)張力激活，且WBC比PBC誘導(dǎo)的刺激更大，WBC的頭部處于冷暴露，可以通過腦干三叉神經(jīng)進一步增強副交感神經(jīng)活動（Hausswirth et al.， 2013）。而另一項研究顯示，WBC（-60 ℃，180 s）和 PBC（-160 ℃，180 s）對自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響差異較小，原因可能是WBC的溫度太高導(dǎo)致冷刺激不足（Louis et al.， 2015）。Louis等（2020）評估了WBC的劑量對自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的影響，分別在不同溫度（-10 ℃、-60 ℃、-110 ℃）下進行連續(xù)5天，每天3 min的WBC，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫度越低對自主神經(jīng)系統(tǒng)的刺激越強，且5次WBC后自主神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)有所下降，對冷刺激有一定的適應(yīng)性。

此外，PBC（-150 ℃，180 s）也可通過對自主神經(jīng)系統(tǒng)和大腦氧合的作用來提高認知能力，且對男性的效果優(yōu)于女性（Theurot et al.， 2021）。迷走神經(jīng)刺激通過改變大腦活動來改善認知能力（Colzato et al.， 2020）。機體對冷刺激的自主反應(yīng)是由于外周熱量散失，通過交感神經(jīng)調(diào)節(jié)觸發(fā)外周血管收縮，使回心血量增加并導(dǎo)致血壓升高，引發(fā)心臟自主平衡向迷走神經(jīng)刺激的改變。而女性一般相較于男性體脂率更高，熱量散失較少，所以男性的神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)比女性更強（Theurot et al.， 2021）。

2.6 睡眠質(zhì)量

睡眠是運動員身體和認知恢復(fù)的基礎(chǔ)（龔明俊 等，2020； K?lling et al.， 2019）。睡眠質(zhì)量差會導(dǎo)致激素和細胞因子的顯著變化。睡眠不足的運動員更容易發(fā)生骨骼肌肉損傷，這是由于蛋白質(zhì)合成代謝途徑信號減少，從而損害肌肉完整性（Freitas et al.， 2020）。因此，睡眠質(zhì)量對運動員的身體機能恢復(fù)極為關(guān)鍵。

有研究表明，27名優(yōu)秀籃球運動員在高負荷訓練期間進行PBC（-150 ℃～-110 ℃，180 s），可使睡眠質(zhì)量提高15%（Bouzigon et al.， 2014）。也有研究證實，10名精英花樣游泳運動員在高強度訓練期間連續(xù)14天接受WBC（-110 ℃，180 s）后，運動員的入睡時間和入睡效率以及疲勞感覺與對照組相比均有所改善（Schaal et al.， 2015）。入睡通常發(fā)生在交感神經(jīng)和下丘腦-垂體-腎上腺活動水平降低時，并伴隨著副交感神經(jīng)活動的增加和松果體分泌褪黑素。高強度運動會刺激交感神經(jīng)活動和下丘腦-垂體-腎上腺活動，干擾運動員的睡眠質(zhì)量，而超低溫冷凍治療可促進副交感神經(jīng)活動來改善睡眠質(zhì)量（Schaal et al.， 2015）。另有研究表明，晚間高強度間歇跑后，進行WBC（-40 ℃，180 s）可通過在慢波睡眠期間減輕感知疼痛和增強副交感神經(jīng)活動來改善睡眠質(zhì)量（Douzi et al.，2019）。感知疼痛的增加可通過增加覺醒和觸發(fā)壓力的其他神經(jīng)生物學后遺癥來擾亂睡眠，而疼痛緩解可以提高睡眠質(zhì)量，防止睡眠障礙（Lautenbacher et al.， 2006）。

2.7 肌肉損傷恢復(fù)

高強度訓練后會誘發(fā)延遲性肌肉酸痛，導(dǎo)致關(guān)節(jié)活動幅度受限、肌肉的募集順序和模式發(fā)生改變、肌肉收縮力量減小，從而影響接下來的訓練和比賽。有研究表明，以60%的最大攝氧量完成30 min的下坡跑（15%坡度）后1 h接受WBC（-120 ℃，180 s）可減輕肌肉損傷，并有利于離心運動后肌肉力量的恢復(fù)，特別是對年輕男性效果更加明顯（Haq et al.， 2021）。Hohenauer等（2020）研究表明，女性受試者進行5×20次跳深練習后，PBC（-135 ℃，120 s）能有效減輕運動后的延遲性肌肉酸痛。部隊士兵在日常訓練后使用PBC（-160 ℃～-120 ℃，120～180 s）能在一定程度上減輕肌肉組織損傷（趙之光 等， 2017）。瞿超藝等（2016）的系統(tǒng)綜述研究同樣表明，超低溫冷凍治療能有效緩解延遲性肌肉酸痛。

關(guān)于超低溫冷凍治療促進肌肉損傷恢復(fù)的原因，Ja‐worska等（2020）認為，訓練后進行WBC可通過調(diào)節(jié)肌生長抑制素和白細胞介素-15（IL-15）濃度來改善肌肉力量。WBC后肌生長抑制素下降，IL-15濃度增加。肌生長抑制素是肌肉肥大的負調(diào)節(jié)因子（Pournot et al.， 2011），肌肉力量的積極變化伴隨著肌肉生長抑制素的下降。肌肉生長抑制素會抑制Akt激酶活性，導(dǎo)致FOXO3a轉(zhuǎn)錄因子被激活，進而誘導(dǎo)atrotin-1的表達，atrotin-1編碼一種與肌肉萎縮密切相關(guān)的蛋白（Zheng et al.， 2010）。而IL-15可通過刺激線粒體活性來增強肌肉耐力，同時IL-15也被證明對肌肉代謝和肥大有影響（Jaworska et al.， 2020）。

WBC可導(dǎo)致腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neu‐rotrophic factor，BDNF）和胰島素樣生長因子-1 （insulinlike growth factor-1，IGF-1）顯著增加，同時使血液中的脯氨酸和亮氨酸減少（Jaworska et al.， 2021）。BDNF是參與認知功能的生長因子，對大腦可塑性有影響?？棺栌柧毢筮M行WBC可改善BDNF濃度。IGF-1參與肌肉肥大，是骨骼肌合成代謝作用的介質(zhì)，長期低濃度的IGF-1反映了肌肉對訓練的適應(yīng)性受損。此外，WBC也可促進外周氨基酸組織攝取，導(dǎo)致血液中脯氨酸和亮氨酸水平顯著降低，以及異亮氨酸和纈氨酸的負遷移。脯氨酸是膠原蛋白的主要氨基酸成分，WBC增強了脯氨酸酶的活性，促進脯氨酸的回收用于膠原蛋白的再合成。亮氨酸是肌肉蛋白質(zhì)合成的潛在刺激因子，有助于促進訓練后的肌肉恢復(fù)（Jaworska et al.， 2021）。

2.8 運動表現(xiàn)

在運動前進行WBC，可引起荷爾蒙變化、體溫降低以及感知疲勞和感知疼痛的降低，表明運動前進行WBC可有效提升運動員運動表現(xiàn)（Partridge et al.， 2019）。此外，單次PBC（-160 ℃～-130 ℃，150 s）可以改善健康成人的最大握力，表明在訓練前進行PBC有助于提高攀巖或握拍類項目運動員的運動表現(xiàn) （De Nardi et al.， 2017）。有研究表明，運動前進行WBC不會影響肘關(guān)節(jié)屈肌的神經(jīng)肌肉表現(xiàn)，13名健康男性在接受WBC（-110 ℃，180 s）后，肘關(guān)節(jié)的最大力矩、平均功率以及總做功與對照組無顯著性差異（Ferreira et al.， 2014）。同樣有 Costello等（2012）研究表明，WBC（-110 ℃，180 s）不會影響膝關(guān)節(jié)的位置知覺、本體感覺和膝關(guān)節(jié)伸肌的最大自主等長收縮。此外，也有研究表明，單次WBC（-110 ℃，120 s）對跳深練習時的脛骨前肌或腓腸肌內(nèi)側(cè)頭肌的肌電信號沒有影響，對腕關(guān)節(jié)最大等長活動時的橈側(cè)腕長伸肌的肌電信號也沒有影響（Westerlund et al.， 2009）。

運動后進行超低溫冷凍治療也可以提高運動表現(xiàn)。De Nardi等（2015）研 究 證實 ，單次 PBC（-140 ℃～-130 ℃，150 s）后坐位體前屈的表現(xiàn)得到改善。單次PBC（-170 ℃～-130 ℃，150 s）還可提高軀干和下肢的柔韌性（De Nardi et al.， 2020）。WBC能有效減少神經(jīng)激活，而肌肉神經(jīng)活化的降低則可提高機體的活動幅度。也有研究證實，抗阻訓練結(jié)合WBC（-110 ℃，180 s）可通過調(diào)節(jié)肌生成抑制素和IL-15濃度來改善等速肌肉力量（Jawor‐ska et al.， 2020）。PBC（-160 ℃，360 s）也可以提高年輕女性疲勞后的最大等長收縮力量（De Nardi et al.， 2019）。

Kim等（2020）研究表明，傳統(tǒng)的冷療方法會降低Wingate測試初始階段的無氧功率輸出，可能是由于身體冷卻會導(dǎo)致神經(jīng)肌肉放電率降低。但關(guān)于超低溫冷凍治療的研究卻表明，WBC（-130 ℃，180 s）后15、30、45、60、75和90 min進行Wingate測試，任何時間點的無氧功率輸入均無顯著性下降（Klimek et al.， 2011）。也有研究表明，10次WBC（-130 ℃，180 s）后，男性和女性的有氧能力均沒有變化，男性的無氧能力出現(xiàn)適應(yīng)性增加，而女性則沒有變化，反復(fù)冷暴露和伴隨的顫抖產(chǎn)熱會導(dǎo)致無氧糖酵解酶的活性適應(yīng)性增加，也可能是由于WBC后去甲腎上腺素濃度增加，兒茶酚胺濃度增加也會提高無氧能力（Klimek et al.， 2010）。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，在熱身后進行WBC（-120 ℃，120 s）會導(dǎo)致女子橄欖球運動員下蹲跳和蹲跳的起跳高度降低（徐萌 等， 2016）。單次WBC（-110 ℃，120 s）會導(dǎo)致跳深練習中的滯空時間減少，但在連續(xù)3個月，每周3次WBC（-110 ℃，120 s）后，這些影響幾乎均會消失。究其原因可能是主動肌活性增加，拮抗肌活性變化不大，所以協(xié)同收縮減少，這也說明神經(jīng)肌肉功能會對WBC產(chǎn)生一定的適應(yīng)性（Westerlund et al.，2009）。

3 結(jié)論

1）超低溫冷凍治療分為WBC和PBC。2種方法都是通過低溫刺激促進機體的恢復(fù)，但也在降溫材料、冷療部位、冷療溫度和冷療姿勢等方面有所不同。

2）超低溫冷凍治療能有效改善高強度運動引起的氧化應(yīng)激，限制運動后炎癥反應(yīng)的發(fā)生，增加骨密度來改善骨骼健康，增加靜息能量消耗。

3）超低溫冷凍治療可通過促進運動后的副交感神經(jīng)再激活提高睡眠質(zhì)量，還可促進運動引起的肌肉損傷恢復(fù)和提高運動表現(xiàn)。單次的超低溫冷凍治療后可能會影響下肢爆發(fā)力，但長期進行超低溫冷凍治療可出現(xiàn)一定的適應(yīng)性，消除對運動表現(xiàn)的負面影響。

4 建議與展望

1）目前關(guān)于超低溫冷凍治療的最佳方案得到了廣泛關(guān)注，但仍沒有得出最佳的超低溫冷凍治療方案。為最大化應(yīng)用效果和避免凍傷等風險，推薦在運動后60 min內(nèi)進行時長為150 s和溫度為-140 ℃～-110 ℃的方案（Haq et al.， 2018）。人體是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，個體差異也會影響超低溫冷凍治療的效果。因此，每個人最佳的冷療溫度和時長都應(yīng)該被個性化定制。近年來，關(guān)于性別（Polidori et al.， 2020）、體質(zhì)量（De Nardi et al.， 2021）、體脂（Pilch et al.， 2020）以及身體素質(zhì)（Straburzyńska-Lupa et al.， 2021）等因素對超低溫冷凍治療效果的影響已經(jīng)得到關(guān)注，但針對這些因素缺乏全面系統(tǒng)的研究，沒有給出個性化超低溫冷凍治療的方案。未來，關(guān)于個性化的超低溫冷凍治療方案值得進一步探索。

2）體育比賽多在戶外進行，不可避免地要面臨極端環(huán)境的考驗，常見的極端環(huán)境有高溫高濕環(huán)境和高原低溫低氧環(huán)境。溫度的變化會影響超低溫冷凍治療的效果，但極端環(huán)境下運動后超低溫冷凍治療的效果目前還鮮有研究，值得在未來進行更深一步的研究。

3）關(guān)于超低溫冷凍研究目前還無法進行雙盲測試，因此無法排除潛在的安慰劑效應(yīng)。如何消除潛在的安慰劑效應(yīng)，獲得高質(zhì)量的證據(jù)來證明超低溫冷凍治療的效果，也是超低溫冷凍治療獲得更多支持的關(guān)鍵。