低負(fù)荷血流限制運(yùn)動(dòng)對感覺反應(yīng)的影響

許弟群,曹 芳,陳雅蘭,嚴(yán)浩洋,鄧靈欣,黃俊棟,曾凡銀

（1.閩南師范大學(xué)體育學(xué)院,福建 漳州 363000;2.閩南師范大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,福建 漳州 363000）

血流限制（blood flow restriction，BFR）訓(xùn)練是一種新的通過加壓或其他限制血壓的裝置[1]減少血液流向活躍肌肉的鍛煉形式.血流阻斷運(yùn)動(dòng)通常僅采用一個(gè)最大重復(fù)的20%（one repetition maximum，1RM）的負(fù)荷，對骨骼肌損傷、力量素質(zhì)下降的人（例如老年人）這樣的負(fù)荷更為合理.與之對照的，美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)（ACSM）推薦一般人群的傳統(tǒng)的抗阻訓(xùn)練至少65%的1RM的負(fù)荷質(zhì)量[2].事實(shí)上，一些特殊人群如高血壓病人、糖尿病患者、神經(jīng)肌肉疾病患者、遭受骨骼肌損傷的個(gè)體及老年人[1,3-5]等已經(jīng)運(yùn)用了血流阻斷運(yùn)動(dòng)方法防治相關(guān)疾病.在各種人群中，當(dāng)與低負(fù)荷（20%～30%1RM）阻力運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí)，血流限制的應(yīng)用已證明可以減輕肌萎縮[6]，增加肌肉大小和力量[7].此外，還有證據(jù)表明，這種刺激對血管系統(tǒng)產(chǎn)生了有利的適應(yīng)性[8].盡管觀察到低負(fù)荷抗阻運(yùn)動(dòng)結(jié)合BFR 的益處，但對不同相對壓力下的感覺反應(yīng)知之甚少.最近的研究表明，較低的相對壓力（靜息動(dòng)脈閉塞的40%）可能是骨骼肌適應(yīng)所需的條件[7]，然而，目前尚不清楚是否需要較高的壓力（靜息動(dòng)脈閉塞或接近靜息動(dòng)脈閉塞時(shí)）來適應(yīng)與此類運(yùn)動(dòng)相關(guān)的血管適應(yīng)[9].鑒于BFR 的潛在臨床實(shí)用性，因此，了解各種相對壓力下的主觀疲勞（RPE）和不適感覺從而確保受訓(xùn)人員的安全，以及從業(yè)者科學(xué)合理訓(xùn)練顯得重要，因?yàn)閭€(gè)體的感覺反應(yīng)可能最終決定受訓(xùn)人員的依從性.因此，本研究試圖量化同一實(shí)驗(yàn)參與者對兩種低負(fù)荷（20%～30%1RM）和三種阻斷壓（40%、60%和80%動(dòng)脈收縮壓）總共六種不載荷的感覺反應(yīng)，以期為有關(guān)人員參考.

1 方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

12名有鍛煉習(xí)慣者（8名男性和4名女性）自愿參與該研究，并完成了所有測試.此前實(shí)驗(yàn)參與者有抗阻訓(xùn)練經(jīng)歷和習(xí)慣，并且熟悉啞鈴肘屈曲（肱二頭肌卷曲）訓(xùn)練.體力活動(dòng)實(shí)驗(yàn)參與者可更好地反映對不同運(yùn)動(dòng)的實(shí)際急性反應(yīng)，并減少由于重復(fù)測試而產(chǎn)生訓(xùn)練痕跡效應(yīng)的可能性[7].每位實(shí)驗(yàn)參與者在試驗(yàn)前均被告知試驗(yàn)程序、與研究相關(guān)的可能潛在風(fēng)險(xiǎn)以及收益，并簽訂知情同意書.

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

所有實(shí)驗(yàn)參與者實(shí)驗(yàn)參與者需要來實(shí)驗(yàn)室總計(jì)4 次，每次間隔時(shí)間至少5 d，不超過7 d.實(shí)驗(yàn)參與者第一次來實(shí)驗(yàn)室全面了解試驗(yàn)流程，簽訂書面知情同意書，并測量身高、體重、站姿肱動(dòng)脈收縮壓和每只手臂的單側(cè)啞鈴肘屈曲1RM.然后讓實(shí)驗(yàn)參與者熟悉BFR 刺激.隨后的3次，對六種可能條件中的兩種進(jìn)行測試（每只手臂一種），直到所有六種條件在隨后三次不同的試驗(yàn)中實(shí)施.兩種負(fù)荷（20%和30%1RM）和其站立肱動(dòng)脈收縮壓的40%、60%、80%阻斷壓的不同組合.每個(gè)測試時(shí)，實(shí)驗(yàn)參與者實(shí)驗(yàn)參與者首先安靜休息10 min，然后使用歐姆龍血壓儀測量每只手臂上的站立動(dòng)脈壓.對于每種情況，要求實(shí)驗(yàn)參與者先完成一組30 次重復(fù)，之后，實(shí)驗(yàn)參與者進(jìn)行4 組（目標(biāo)重復(fù)：30、15、15、15）單側(cè)肘關(guān)節(jié)屈曲運(yùn)動(dòng)和血流限制.在單側(cè)屈肘運(yùn)動(dòng)中，使用節(jié)拍器確保實(shí)驗(yàn)參與者的向心動(dòng)作和離心動(dòng)作的節(jié)奏分別為1 s 和1 s.如果實(shí)驗(yàn)參與者在特定的一組中不能保持節(jié)奏，則該組運(yùn)動(dòng)被停止，實(shí)驗(yàn)參與者休息30 s 后進(jìn)行下一組[10].在每組運(yùn)動(dòng)之間觀察30 s的休息時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)參與者報(bào)告主觀疲勞（RPE）評分和不適程度評分.然后，實(shí)驗(yàn)參與者安靜地休息15 min，然后使用新的負(fù)荷和壓力組合，在對側(cè)手臂重復(fù)所有測試.在每次開始前，重新評估站姿肱動(dòng)脈收縮壓（待運(yùn)動(dòng)的手臂）.在對兩種情況進(jìn)行測試（每次每支手1種情況）后，實(shí)驗(yàn)參與者該天試驗(yàn)結(jié)束，隨后的四種情況后續(xù)兩次完成（每次兩種情況）.在第1 次來實(shí)驗(yàn)室時(shí)，隨機(jī)生成每個(gè)實(shí)驗(yàn)參與者每次試驗(yàn)的手臂、負(fù)荷和BFR的順序.施加的所有BFR對實(shí)驗(yàn)參與者實(shí)驗(yàn)參與者保密（單盲），且均基于每次運(yùn)動(dòng)前測量的站姿肱動(dòng)脈收縮壓.

1.3 站姿肱動(dòng)脈收縮壓的測定

每次運(yùn)動(dòng)前測量站立肱動(dòng)脈收縮壓.實(shí)驗(yàn)參與者以站立舉啞鈴姿勢，血壓儀與心臟同高，待站立5 min后，測試3次血壓，每次間隔5 min，取三次測量值的中間值作為肱動(dòng)脈壓阻斷的標(biāo)準(zhǔn)值.

1.4 一次最大重復(fù)試驗(yàn)（1RM）

實(shí)驗(yàn)參與者在第1次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，評估了雙臂單側(cè)肘關(guān)節(jié)屈曲的最大重復(fù)次數(shù)，以確定隨后的相對負(fù)荷.實(shí)驗(yàn)參與者在5～10次熱身后開始測試，使用假設(shè)最大值的30%.測試過程中要求實(shí)驗(yàn)參與者雙腳分開與肩同寬，腳后跟和背部靠墻站立開始，手臂完全伸開，并由側(cè)邊翻轉(zhuǎn).待處于正確的位置，遞給實(shí)驗(yàn)參與者一個(gè)啞鈴，并鼓勵(lì)其在保持直立姿勢的同時(shí)完成肘部的全方位彎曲.開始時(shí)，完成一次重復(fù)，估計(jì)為最大重復(fù)次數(shù)的60%～75%，負(fù)荷逐漸增加，直到實(shí)驗(yàn)參與者無法舉起比先前更大的負(fù)荷.在每次嘗試之后，實(shí)驗(yàn)參與者在下一次更大負(fù)荷之前有1 min的休息時(shí)間.如果實(shí)驗(yàn)參與者不能完成整個(gè)動(dòng)作范圍，或者不能用腳后跟和背靠墻保持嚴(yán)格的姿勢，則認(rèn)為嘗試失敗.一次最大重復(fù)次數(shù)被確定為實(shí)驗(yàn)參與者在整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)能夠正確舉起的最大負(fù)荷（1RM）.

1.5 血流限制（BFR）方案

通過將5 cm 寬的彈性綁帶（KAATSUMASTER，日本）放置在實(shí)驗(yàn)參與者運(yùn)動(dòng)上臂的近端部分，并將其充氣至運(yùn)動(dòng)前肱動(dòng)脈收縮壓的40%、60%或80%來作為血流限制的阻斷值（綁帶內(nèi)裝有氣囊，與氣壓控制系統(tǒng)相連，該系統(tǒng)可以監(jiān)測和控制壓力）.這些阻斷壓經(jīng)常用于血流限制研究[10-12]，并已證明都能引起肌肉適應(yīng)[7,13].充氣后，實(shí)驗(yàn)參與者用設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)負(fù)荷中的一種進(jìn)行4組肘關(guān)節(jié)屈曲.目標(biāo)重復(fù)是根據(jù)常用的30、15、15、15的血流限制建模，每組之間休息30 s[14].

1.6 疲勞感覺（RPE）和不適評分

每次試驗(yàn)前指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)參與者如何評價(jià)他們的疲勞感覺（RPE）和不適，以確保他們理解所使用的量表.疲勞感覺使用標(biāo)準(zhǔn)的Borg 6-20量表[15]對他們的體力消耗水平進(jìn)行評分.在每次運(yùn)動(dòng)前和結(jié)束后立即詢問RPE.使用Borg不適量表（CR10+）[15]進(jìn)行不適等級評分.該量表的評分范圍為0～10分，10分代表了他們之前最嚴(yán)重的不適感.在運(yùn)動(dòng)前、第1、2、3組后20 s以及第4組后立即進(jìn)行不適評分.不適感是在每組20 s后進(jìn)行的，因?yàn)橹暗难芯繄?bào)道實(shí)驗(yàn)參與者在休息期的后期會(huì)有更大的不適感，認(rèn)為這提供了的表示運(yùn)動(dòng)引起的不適程度的更準(zhǔn)確方法[7].

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均使用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行分析.為了檢測動(dòng)脈閉塞條件和時(shí)間的交互作用，采用6（條件）×2（時(shí)間）重復(fù)測量方差分析.如果存在顯著的交互作用，則使用單向重復(fù)測量方差分析來揭示每個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)各條件之間的差異，并使用配對樣本t檢驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)每個(gè)條件下各時(shí)間點(diǎn)之間的差異.為了比較知覺反應(yīng)（RPE和不適感），使用Friedman非參數(shù)測試來揭示每個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)條件之間的任何差異（試驗(yàn)前、第一組、第二組、第三組、第四組）.如果發(fā)現(xiàn)有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，則使用Wilcoxon 相關(guān)樣本非參數(shù)測試來檢驗(yàn)組間差異.為了比較不同條件下的運(yùn)動(dòng)量，采用了單因素重復(fù)測量方差分析.所有數(shù)據(jù)均以平均值和95%置信區(qū)間表示.對于感覺反應(yīng)，數(shù)據(jù)以第25、50和75百分位表示.統(tǒng)計(jì)顯著性水平設(shè)定為0.05.

2 研究結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)參與者基本情況

總共有4名女性和8名男性[平均（95%CI）；年齡：23.2（22.4，24.0）歲；身高：173.3（169.3，177.2）cm；體重：65.0（60.5，69.5）kg；1-RM 左臂23.0（17.2，28.8）kg；1-RM 右臂25.7（20.0，31.3）kg]完成了所有測試.

2.2 自我疲勞感覺評分（RPE）

同一試驗(yàn)負(fù)荷條件下的四組間比較，RPE未見顯著差異（表1，P=0.216）.在不同條件下的同組運(yùn)動(dòng)比較，不同條件下顯示出顯著差異(表1，P<0.001），RPE通常隨著負(fù)荷和血流阻斷壓力的增大而升高.

表1 不同負(fù)荷和阻斷壓疲勞感覺（RPE）評分一覽表Tab.1 RPE of across condition within each set of exercise

2.3 不適評分

與RPE 相似，在20%1RM 的40%、60%和80%阻斷壓條件下，實(shí)驗(yàn)參與者不適感未見顯著差異(表2，P=0.103），但在30%1RM 的40%、60%和80%阻斷壓條件下，實(shí)驗(yàn)參與者第三、四組運(yùn)動(dòng)不適感顯示有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P≤0.05）.在每組運(yùn)動(dòng)中，不同的條件下有顯著差異(表2，P<0.001），負(fù)荷和阻斷壓越大，不適感越高.

表2 不同負(fù)荷和阻斷壓不適感評分一覽表Tab.2 Discomfort of across condition within each set of exercise

2.4 總運(yùn)動(dòng)量

運(yùn)動(dòng)量在不同條件下有顯著差異（P<0.001）.總的來說，隨著載荷的增加，負(fù)荷總量增大，但隨著阻斷壓的增加，總完成次數(shù)并沒有明顯減少（表3）.由于總負(fù)荷量的變化是由加載負(fù)荷的實(shí)驗(yàn)差異決定的，因此還選擇比較不同條件下完成的總重復(fù)次數(shù)，以確定參與者在任何條件下是否達(dá)到完成預(yù)定次數(shù).盡管有一些實(shí)驗(yàn)參與者無法在30%1RM 時(shí)完成完整的運(yùn)動(dòng)方案，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示總重復(fù)次數(shù)無顯著性差異（P≥0.052）.例如，一人無法完成負(fù)荷30%1RM 和60%BFR 的所有重復(fù)，三名實(shí)驗(yàn)參與者無法完成負(fù)荷30%1RM和80%BFR的所有重復(fù).

表3 負(fù)荷總量一覽表Tab.3 Total repetitions completed

3 討論

目前的研究結(jié)果表明，當(dāng)實(shí)驗(yàn)參與者對施加的阻斷壓不知情的情況下，在低負(fù)荷聯(lián)合40%、60%和80%的肱動(dòng)脈阻斷壓的載荷下，在同一載荷下運(yùn)動(dòng)組間的RPE 和不適感幾乎沒有差異.隨著負(fù)荷的增加和阻斷壓的增加，自我疲勞感覺和不適程度增加.

對于RPE而言，Yasuda等[13]研究了以160 mmHg或100 mmHg阻斷壓在20%1RM（30次重復(fù)，然后是3組15次）條件下完成的單側(cè)肘部屈曲肌肉收縮.他們觀察到160 mmHg的RPE明顯高于100 mmHg.相反，最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)阻斷壓從最低（120～150 mmHg）增加到最高（240～270 mmHg）時(shí)，RPE 沒有增加[14].盡管由于后一項(xiàng)研究使用彈性綁帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此可能無法量化20%1RM 值，因此存在推測性差異，但這種差異可能是由于兩項(xiàng)研究之間提升的負(fù)荷不同.例如，之前的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，RPE 在20%1RM的壓力范圍內(nèi)似乎有所增加，但在30%1RM的壓力范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)這種RPE增加的情況[9].

兩項(xiàng)研究量化了不同血流阻斷壓的不適程度[2,9].與RPE類似，一項(xiàng)針對下半身的研究表明，接受過力量訓(xùn)練的男性在低負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著阻斷壓的增加，不適感增加[9].這與目前的研究結(jié)果是一致的，這表明隨著血流阻斷壓的增加，不適感增加.先前的一項(xiàng)上半身訓(xùn)練研究確實(shí)觀測到，在整個(gè)研究期間，未經(jīng)訓(xùn)練的男性和女性的不適評分明顯較高，心理壓力較高[2].造成差異的原因可能是受試人群和/或研究參與者未使用盲法試驗(yàn)而導(dǎo)致的額外知情壓力.

Hollander等[6]推測，缺血性疼痛，加上代謝物（如乳酸）清除率降低和動(dòng)脈變形，可分別增強(qiáng)不適感和勞累感.雖然本研究中沒有測量有關(guān)變量，但一些學(xué)者指出，從低（40%動(dòng)脈閉塞壓）到中等壓力（60%動(dòng)脈閉塞壓），乳酸并沒有大幅增加.鑒于本試驗(yàn)沒有看到RPE 持續(xù)增加或壓力不適，這表明運(yùn)動(dòng)期間的感覺反應(yīng)隨著阻斷壓的增加而增加.

鑒于本研究的結(jié)果，研究存在一些局限.首先，根據(jù)每位實(shí)驗(yàn)參與者的肱動(dòng)脈收縮壓設(shè)置BFR 量.心血管反應(yīng)隨運(yùn)動(dòng)而改變[1]，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)參與者仍然按接受研究預(yù)設(shè)的BFR，這就引出了“施加閉塞壓力本身是否能增強(qiáng)感覺反應(yīng)？”的核心問題有待回答.其次，動(dòng)脈阻斷壓是對“流量”或“無流量”的測量，但不是對血流本身的測量（即40%的動(dòng)脈阻斷壓不一定是血流減少40%）.最后，值得注意的是，這些測量是為了量化運(yùn)動(dòng)期間的感覺反應(yīng)；然而，這并不一定能反映出休息期內(nèi)可能存在的差異.

4 結(jié)論

低負(fù)荷結(jié)合血流限制進(jìn)行抗阻運(yùn)動(dòng)時(shí)，感覺反應(yīng)會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)的相對負(fù)荷的增加而增強(qiáng).與以往實(shí)施傳統(tǒng)高負(fù)荷訓(xùn)練的研究相比，雖然RPE 隨著負(fù)荷和壓力的增加而增加，但比之前在高負(fù)荷訓(xùn)練中觀察到的要少，這表明RPE 可能不是參與者依從性的限制因素；然而，由于不適感也會(huì)隨著更高的壓力而增加，運(yùn)動(dòng)應(yīng)用因此而受限.因此，以后有必要進(jìn)一步應(yīng)用中、高閉塞壓聯(lián)合低負(fù)荷進(jìn)行血流限制訓(xùn)練研究，以確定對感覺和心血管反應(yīng)的長期影響.