血流限制訓(xùn)練對中老年膝骨性關(guān)節(jié)炎治療探究

陳昆 河南理工大學(xué)體育學(xué)院

伴隨著年齡的增長，中老年人最常出現(xiàn)的運(yùn)動疾病之一就是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎。關(guān)于中老年膝骨性關(guān)節(jié)炎的治療方法目前有多種治療手段，從保守治療到手術(shù)治療，各有側(cè)重不盡相同。下肢肌肉萎縮和肌肉無力是患有膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎和經(jīng)歷膝關(guān)節(jié)術(shù)后常見的問題。為使患者膝關(guān)節(jié)周圍力量恢復(fù)到相對正常水平，進(jìn)行一定強(qiáng)度的抗阻訓(xùn)練是必不可少的，有研究顯示在運(yùn)動訓(xùn)練中增加肌肉體積所需的最小阻力負(fù)荷為 70%-85%1RM（repetition maximum，RM），提高肌肉力量則至少需要60%-70%1RM 強(qiáng)度。對于中老年膝骨性關(guān)節(jié)炎患者，由于膝關(guān)節(jié)力學(xué)結(jié)構(gòu)紊亂，在進(jìn)行較大阻力運(yùn)動時極容易出現(xiàn)疼痛，而不能配合完成訓(xùn)練。因此，探索針對膝關(guān)節(jié)功能訓(xùn)練更加有效的方法，顯得尤為重要。當(dāng)前國外流行一種新式訓(xùn)練方法，在阻止下肢血流的前提下，進(jìn)行膝關(guān)節(jié)抗小負(fù)荷阻力進(jìn)行訓(xùn)練，進(jìn)而改善膝關(guān)節(jié)功能狀態(tài)，以提升其運(yùn)動表達(dá)能力，該技術(shù)在國內(nèi)稱為血流限制訓(xùn)練。

一、血流限制訓(xùn)練

（一）血流限制訓(xùn)練的概述

血流限制訓(xùn)練（Blood Flow Restriction Training，BFRT）是由日本教授佐藤義昭于1966 年提出，伴隨著大眾體育運(yùn)動的興起，近些年來備受醫(yī)學(xué)界與體育界的關(guān)注。血流限制訓(xùn)練通過特制的設(shè)備對肢體近端進(jìn)行加壓，從而限制肢體內(nèi)血液的流動，血流限制（Blood Flow Restriction，BFR）處理后，采用20%-30%1RM 最大重復(fù)力量（1Repetition maximum，1RM）進(jìn)行抗阻訓(xùn)練。加壓訓(xùn)練的新興運(yùn)動理念提出后，是對傳統(tǒng)高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練模式的挑戰(zhàn)，不僅改變了訓(xùn)練的控制要素，也深深地影響著未來力量訓(xùn)練的發(fā)展變化。采用此種方法既能很好地避免高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練所存在的各種風(fēng)險(xiǎn)，又能達(dá)到和高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練相似的效果，該方法正逐步向肌肉骨骼損傷康復(fù)中應(yīng)用。

（二）血流限制訓(xùn)練的作用機(jī)制

傳統(tǒng)力量訓(xùn)練中引起肌肉生長變強(qiáng)的運(yùn)動強(qiáng)度至少應(yīng)超過70%1RM，而血流限制訓(xùn)練結(jié)合較低強(qiáng)度的運(yùn)動量就可以誘導(dǎo)肌細(xì)胞肥大，肌肉力量增強(qiáng)。目前有許多實(shí)驗(yàn)研究試圖對血流限制訓(xùn)練可能的內(nèi)在機(jī)制進(jìn)行解釋，但目前仍未有明確定論。雖然目前產(chǎn)生決定性作用的機(jī)制尚不清晰，但當(dāng)下主要認(rèn)為是機(jī)械應(yīng)力和缺血缺氧環(huán)境中代謝應(yīng)激兩種生理機(jī)制，且這兩種生理機(jī)制相互協(xié)同作用，影響內(nèi)在多條生物信息通道，刺激機(jī)體分泌相關(guān)因子，促進(jìn)肌肉細(xì)胞肥大增生。

骨骼肌因受到機(jī)械壓力負(fù)荷的影響導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力發(fā)生改變，誘導(dǎo)各種信號通路激活顯著，促進(jìn)肌肉細(xì)胞肥大生長。有研究顯示，血流限制訓(xùn)練主要通過MAPK 信號傳導(dǎo)增加蛋白質(zhì)合成來促進(jìn)肌肉肥大，同時通過抑制蛋白酶體和肌肉生長抑制素，防止肌肉萎縮。此外，mTOR 信號通路的激活也是一種重要的細(xì)胞生長機(jī)制，可幫助解釋經(jīng)血流限制訓(xùn)練之后肌肉蛋白合成增強(qiáng)的過程。在人體骨骼肌細(xì)胞中IGF-1 激活蛋白激酶（Akt）的產(chǎn)生，其誘導(dǎo)雷帕霉素靶蛋白（mTOR）刺激蛋白質(zhì)進(jìn)行翻譯，從而制造更多的肌蛋白細(xì)胞。

代謝應(yīng)激水平增加是肌肉細(xì)胞生長的另一主要機(jī)制。一項(xiàng)試驗(yàn)研究顯示，持續(xù)性血流限制訓(xùn)練過程中肌內(nèi)代謝物質(zhì)、pH值以及快肌纖維募集的變化與高強(qiáng)度訓(xùn)練類似，其表現(xiàn)出與高強(qiáng)度阻力訓(xùn)練相同的代謝應(yīng)激水平。多余的肌內(nèi)代謝物，可能是引起生長激素分泌水平變化的原因。

（三）血流限制訓(xùn)練的應(yīng)用

1.競技體育領(lǐng)域

體能是競技能力構(gòu)成的核心要素之一，體能訓(xùn)練過程力量素質(zhì)是練習(xí)環(huán)節(jié)的重中之重。在競技體育中，某些運(yùn)動項(xiàng)目的取勝關(guān)鍵就是肌肉力量，所以，采取高效率增強(qiáng)肌肉力量的訓(xùn)練方式是運(yùn)動訓(xùn)練的核心問題。傳統(tǒng)大強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練是目前公認(rèn)的力量訓(xùn)練方式，但傳統(tǒng)力量訓(xùn)練也表現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)，如訓(xùn)練周期長、訓(xùn)練強(qiáng)度過大、易造成肌肉關(guān)節(jié)損傷等。然而加壓訓(xùn)練可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)力量訓(xùn)練的不足，它具有訓(xùn)練強(qiáng)度小、練習(xí)時間短、力量增長快的優(yōu)勢。有研究顯示，在一些運(yùn)動項(xiàng)目中加壓訓(xùn)練可以替代傳統(tǒng)阻力訓(xùn)練，且訓(xùn)練強(qiáng)度更小、訓(xùn)練時間縮短、運(yùn)動損傷概率更低。所以，加壓訓(xùn)練在競技運(yùn)動領(lǐng)域有較大的發(fā)展空間，且有更多的訓(xùn)練問題可以進(jìn)行研究探討。

2.康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

伴隨著加壓訓(xùn)練的研究不斷深入，有學(xué)者意識到加壓訓(xùn)練的生理機(jī)制對運(yùn)動疾病的后期恢復(fù)有重要的積極意義。有學(xué)者嘗試將加壓訓(xùn)練應(yīng)用在運(yùn)動損傷后的骨關(guān)節(jié)康復(fù)與腦損傷后的功能康復(fù)以及高血壓等慢性疾病的臨床恢復(fù)，其取得良好臨床療效，引發(fā)醫(yī)學(xué)界廣泛關(guān)注。臨床醫(yī)學(xué)研究顯示，將膝關(guān)節(jié)術(shù)后恢復(fù)患者的康復(fù)訓(xùn)練中增加兩周的加壓訓(xùn)練，其結(jié)果評定發(fā)現(xiàn)加壓訓(xùn)練組優(yōu)于傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練組。另外一項(xiàng)關(guān)于膝關(guān)節(jié)臨床研究中發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行加壓訓(xùn)練后膝關(guān)節(jié)原有的疼痛和積液得到緩解，膝關(guān)節(jié)運(yùn)動功能明顯改善。

3.航空航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

綜上所述，運(yùn)動訓(xùn)練是限制血流訓(xùn)練目前應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，其訓(xùn)練目的主要是增加肌力、促進(jìn)肌肉肥大、防止肌肉萎縮、改善有氧運(yùn)動能力等，多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明限制血流訓(xùn)練與高負(fù)荷運(yùn)動訓(xùn)練結(jié)果相似。通常認(rèn)為使用40%-80%的肢體閉塞壓進(jìn)行血流限制訓(xùn)練安全且有效。在血流限制與抗阻訓(xùn)練聯(lián)合使用時，一般認(rèn)為20%-30%1RM 的低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練可以明顯增加肌肉的體積和強(qiáng)度，達(dá)到高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練相似的效果。限制血流訓(xùn)練可應(yīng)用在急性損傷、慢性損傷、日常訓(xùn)練以及術(shù)后康復(fù)當(dāng)中。有實(shí)驗(yàn)顯示血流限制訓(xùn)練還可以減輕病損部位疼痛，增強(qiáng)肢體本體感覺，這一技術(shù)優(yōu)勢，非常適合中老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的治療。

二、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎

（一）膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的概述

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）是全球共同面臨的公共衛(wèi)生問題。流行病學(xué)顯示，我國KOA 的患病率在5.4%-30.5%，多發(fā)于中老年患者，女性發(fā)病率高于男性。該病容易導(dǎo)致慢性殘疾，極大地影響患者的身心健康。隨著我國社會老齡化不斷加劇，該病在我國的發(fā)病率呈逐年增長趨勢。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是嚴(yán)重影響中老年患者生活質(zhì)量的一種骨關(guān)節(jié)疾病。其病理學(xué)特點(diǎn)為關(guān)節(jié)軟骨的變性、皴裂、軟骨下骨硬化和囊性變，以及關(guān)節(jié)邊緣性的骨質(zhì)增生、骨贅形成。其表現(xiàn)特征主要以屈膝負(fù)重活動時疼痛加重為特征，具體表現(xiàn)為步行或上下樓梯時疼痛加重，膝關(guān)節(jié)水腫明顯，活動時有摩擦音，可出現(xiàn)關(guān)節(jié)畸形、關(guān)節(jié)活動度下降甚至關(guān)節(jié)完全不能活動，喪失關(guān)節(jié)活動功能。當(dāng)前診斷主要依靠臨床表現(xiàn)和影像學(xué)檢查，磁共振成像對該疾病的診斷有很好效果。

（二）中老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的形成因素

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎是一種以退行性病理改變?yōu)榛A(chǔ)的慢性進(jìn)行性關(guān)節(jié)疾病，骨性關(guān)節(jié)炎與年齡、肥胖、炎癥、創(chuàng)傷及遺傳因素有密切關(guān)系。

1.年齡

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎發(fā)病率伴隨年齡增長而升高，以膝關(guān)節(jié)軟骨退行性變較為常見，其關(guān)節(jié)長期積累性勞損是主要致病因素。

2.體形肥胖人群

流行病學(xué)研究數(shù)據(jù)顯示，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率與體重肥胖值成正相關(guān)。肥胖人群體質(zhì)量增加直接導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)機(jī)械性磨損加重，此外，下肢肌肉力量、身體力線、步態(tài)模式等相互之間的關(guān)系，均可以對膝關(guān)節(jié)周圍的力學(xué)分布造成影響。

3.從事特殊行業(yè)人員

某些特殊的職業(yè)在工作中會長時間對關(guān)節(jié)軟骨施加高強(qiáng)度應(yīng)力，從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨磨損，進(jìn)而導(dǎo)致骨性關(guān)節(jié)炎的形成。諸如，職業(yè)舞蹈運(yùn)動員、職業(yè)體育運(yùn)動員以及從事高強(qiáng)度體力運(yùn)動的工作人員。

4.膝關(guān)節(jié)外傷史

膝關(guān)節(jié)遭受意外損傷后，可能會對關(guān)節(jié)周圍韌帶以及半月板造成損害，甚至可能出現(xiàn)骨折。膝關(guān)節(jié)損傷導(dǎo)致關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)功能紊亂，膝關(guān)節(jié)內(nèi)部壓力失衡，增加關(guān)節(jié)軟骨負(fù)荷，進(jìn)而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎。

（三）中老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的常用治療手段

針對中老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的治療種類比較多，治療方式可以分為保守治療與手術(shù)治療；治療理論模型分可分為中醫(yī)治療模型與西醫(yī)治療模型。

1.保守治療方法

保守治療的方法有很多，常用的治療方法如下：

（1）藥物治療：藥物治療是臨床中最常用的方法，主要臨床目的是改善癥狀與改變病情發(fā)展。一般會使用：鎮(zhèn)痛藥、非類固醇類抗炎藥（NSAIDs）、糖皮質(zhì)激素關(guān)節(jié)內(nèi)注射、維生素C、硫酸氨基葡萄糖、雙瑞醋因、透明質(zhì)酸鈉、骨重吸收藥等。此外，中醫(yī)藥在治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎方面也有非常成熟的治療方法。

（2）物理治療：一般選用超短波、中頻電、磁療、沖擊波、偏振光等物理元素進(jìn)行治療。

（3）運(yùn)動干預(yù)：通過運(yùn)動的方式，改善膝關(guān)節(jié)周圍的組織張力，調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)在運(yùn)動中的力學(xué)分布。通常會強(qiáng)化股四頭肌、臀肌、增強(qiáng)核心穩(wěn)定等。

2.手術(shù)治療方法

必要的時候選擇手術(shù)治療，一般選擇關(guān)節(jié)鏡手術(shù)、截骨矯形術(shù)、單髁置換術(shù)、全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)。

三、血流限制訓(xùn)練在中老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的應(yīng)用方案

多項(xiàng)研究報(bào)告顯示，血流限制訓(xùn)練具有和高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練較為相似的效果，肌肉的維度和肌肉的力量都有明顯的提高，且避免了訓(xùn)練過程中的膝關(guān)節(jié)疼痛出現(xiàn)；其效果遠(yuǎn)比單純低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練要好的多。在實(shí)踐應(yīng)用中，血流限制訓(xùn)練的收益效果受到血流限制程度和訓(xùn)練變量以及個體特征差異的影響，主要包括訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練強(qiáng)度、訓(xùn)練時間、訓(xùn)練頻率、限制壓力、袖帶寬度和肢體圍度。

（一）訓(xùn)練負(fù)荷

在血流限制訓(xùn)練的過程中，一般選取的負(fù)荷量偏小，目前常采用的運(yùn)動負(fù)荷量為20%-30%1RM，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，血流限制訓(xùn)練聯(lián)合低負(fù)荷抗阻訓(xùn)練可以有效增強(qiáng)肌肉力量，減輕關(guān)節(jié)疼痛。Ferraz 等在一項(xiàng)對比試驗(yàn)中，把48 例膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者隨機(jī)分為30%1RM 的低強(qiáng)度訓(xùn)練組和80%1RM 高強(qiáng)度阻力訓(xùn)練組。兩組患者均進(jìn)行12 周運(yùn)動訓(xùn)練后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，血流限制訓(xùn)練組和高強(qiáng)度阻力訓(xùn)練組股四頭肌肌肉力量和膝關(guān)節(jié)運(yùn)動功能均得到提高，且血流限制訓(xùn)練組患者疼痛改善效果顯著。這樣的結(jié)局可能與血流限制訓(xùn)練選擇的小負(fù)荷量有關(guān)，避免了膝關(guān)節(jié)在運(yùn)動中承受較大的壓力沖擊。

（二）訓(xùn)練強(qiáng)度

目前關(guān)于血流限制訓(xùn)練的試驗(yàn)研究中，常用到的運(yùn)動強(qiáng)度方案為：一個訓(xùn)練過程分4 組完成，共重復(fù)練習(xí)75 次，第1 組重復(fù)30 次，后3 組分別重復(fù)15 次；還有一些試驗(yàn)會選擇3-5 組訓(xùn)練方案，每組10-30 次不等；在查閱文獻(xiàn)資料中還發(fā)現(xiàn)有些試驗(yàn)方案選擇運(yùn)動至力竭的運(yùn)動強(qiáng)度。

（三）訓(xùn)練頻率

目前大多試驗(yàn)訓(xùn)練選擇每周3-4 次，持續(xù)訓(xùn)練時間2-15周不等。試驗(yàn)研究顯示，每周練習(xí)3 次，持續(xù)訓(xùn)練2-4 周，患者伸膝和屈膝峰力矩顯著增加，功能得到改善。

（四）間歇時間

在血流限制結(jié)合低負(fù)荷抗阻訓(xùn)練過程中，普遍采用30-60s，有部分研究實(shí)驗(yàn)組選擇間歇3min。在實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練過程中，為保證充分的血管阻塞，一般建議組間休息時保持持續(xù)加壓。

四、血流限制訓(xùn)練的安全性

從目前的文獻(xiàn)報(bào)道看，血流限制訓(xùn)練的不良事件發(fā)生率較低，但也有一些學(xué)者指出在訓(xùn)練后，可能會導(dǎo)致延遲性肌肉酸痛、肢體麻木、甚至橫紋肌溶解等不良反應(yīng)，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。日本學(xué)者對一項(xiàng)超過12000 名的受試對象進(jìn)行加壓訓(xùn)練研究調(diào)查，該調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，加壓訓(xùn)練后副作用出現(xiàn)較少（癥狀包括：頭暈、麻木、瘙癢），且在本次大規(guī)模實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件（諸如血栓或腦梗死等）。同時，有學(xué)者提出延遲性肌肉酸痛、橫紋肌溶解很有可能是因?yàn)閭€體不經(jīng)常運(yùn)動的常有反應(yīng)，與該訓(xùn)練方法無關(guān)。訓(xùn)練過程中出現(xiàn)的肢體麻木現(xiàn)象，通常是短暫的一過性反應(yīng)，主要原因是血流限制導(dǎo)致周圍神經(jīng)缺血缺氧造成肢體麻木現(xiàn)象，一般在解除壓力之后癥狀很快得到改善或者癥狀消失。

總而言之，在訓(xùn)練之前進(jìn)行必要的禁忌癥篩查和個性的運(yùn)動處方，再配合適當(dāng)?shù)尼t(yī)務(wù)監(jiān)督是保證血流限制訓(xùn)練安全操作的前提。

五、總結(jié)

血流限制訓(xùn)練已被證實(shí)可以增強(qiáng)肌肉圍度與肌肉力量，對改善膝關(guān)節(jié)功能減輕膝關(guān)節(jié)病痛有明顯的效果。采用小的運(yùn)動負(fù)荷訓(xùn)練以取得運(yùn)動能力的改善，該方法是運(yùn)動訓(xùn)練方法的一大突破，改變了以往必須采用大負(fù)荷量的訓(xùn)練理念，開辟了運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)的新理論模型。血流限制訓(xùn)練在中老年膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的治療中，未來的研究應(yīng)多關(guān)注個性化的運(yùn)動處方設(shè)定，特別是關(guān)于限制壓力的設(shè)定，以及及時記錄不良事件，以便更好地了解該方法的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。