血流限制訓(xùn)練法誘導(dǎo)交叉遷移對(duì)神經(jīng)肌肉功能及單側(cè)肢體損傷康復(fù)的研究

董振強(qiáng)

血流限制訓(xùn)練法誘導(dǎo)交叉遷移對(duì)神經(jīng)肌肉功能及單側(cè)肢體損傷康復(fù)的研究

董振強(qiáng)

（遼寧師范大學(xué) 體育學(xué)院，遼寧 大連 116029）

交叉遷移可用于不同訓(xùn)練方式刺激健側(cè)提高受損肢體或患側(cè)的肌肉力量及功能，促進(jìn)肢體恢復(fù)，并作為一種有效神經(jīng)肌肉康復(fù)手段。血流限制法結(jié)合不同的訓(xùn)練方式具有預(yù)防肌萎縮，提高肌肉質(zhì)量，促進(jìn)術(shù)后康復(fù)、受損肢體的恢復(fù)等作為一種神經(jīng)肌肉訓(xùn)練法。常見(jiàn)的有單側(cè)抗阻訓(xùn)練增加對(duì)側(cè)肌肉力量和功能，但是往往需要較大的負(fù)荷。文章從血流限制訓(xùn)練法與交叉遷移的機(jī)制方面展開(kāi)論述，探究血流限制訓(xùn)練法誘導(dǎo)交叉遷移增強(qiáng)神經(jīng)肌肉功能的機(jī)制。血流限制誘導(dǎo)交叉遷移能以更小的訓(xùn)練負(fù)荷激活對(duì)側(cè)訓(xùn)練部位以及相鄰肌肉，促進(jìn)單側(cè)損傷肢體的恢復(fù)，減少訓(xùn)練負(fù)荷過(guò)高出現(xiàn)的損傷。為血流限制訓(xùn)練法聯(lián)合交叉遷移提供理論基礎(chǔ)，為單側(cè)肢體損傷及術(shù)后康復(fù)人群的康復(fù)提供新的思路。

交叉遷移；血流限制；機(jī)制；單側(cè)損傷；康復(fù)

交叉遷移是在短期內(nèi)，將個(gè)體的單側(cè)肢體進(jìn)行一段時(shí)間訓(xùn)練后，對(duì)側(cè)肢體會(huì)表現(xiàn)出一定比例的力量增長(zhǎng)的現(xiàn)象[1]。此前的研究表明交叉遷移現(xiàn)象能夠通過(guò)多種訓(xùn)練方式產(chǎn)生，如電刺激、大負(fù)荷自主收縮練習(xí)、離心收縮練習(xí)、全身振動(dòng)訓(xùn)練及鏡面反饋訓(xùn)練均能夠使未訓(xùn)練側(cè)產(chǎn)生交叉遷移現(xiàn)象[2]。血流限制訓(xùn)練（blood flow restriction training，BFRT）又稱加壓訓(xùn)練（KAATSU training），是指在運(yùn)動(dòng)期間通過(guò)特殊加壓裝置（一般為氣動(dòng)袖帶或彈性繃帶）對(duì)肢體（上肢和或下肢最近端）進(jìn)行外部加壓，使靜脈血流閉塞的同時(shí)，部分阻塞動(dòng)脈血流，以提高訓(xùn)練效果的訓(xùn)練方法[3]。是由日本學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)，并開(kāi)發(fā)研究出最早的BFRT裝置。于1997年首次發(fā)現(xiàn)其可提高肌肉力量[4]。

此前的研究證明交叉遷移多用于單側(cè)肢體損傷的康復(fù)，促進(jìn)術(shù)后肢體的恢復(fù)，通過(guò)多種訓(xùn)練方式訓(xùn)練健側(cè)肢體從而達(dá)到增強(qiáng)弱側(cè)或損傷側(cè)肢體肌力，促進(jìn)肢體功能的恢復(fù)，通過(guò)神經(jīng)肌肉適應(yīng)來(lái)增強(qiáng)肌肉功能。血流限制訓(xùn)練法近年來(lái)已經(jīng)被人們證實(shí)不僅能夠增加受限肢體的肌肉激活，也能夠增加未受限部位和相鄰肌肉的激活，以及遠(yuǎn)端或?qū)?cè)肢體的肌肉激活增強(qiáng)。因此，本文通過(guò)總結(jié)交叉遷移現(xiàn)象和血流限制訓(xùn)練法的相關(guān)機(jī)制以及應(yīng)用，探究血流限制訓(xùn)練法誘導(dǎo)交叉遷移對(duì)神經(jīng)肌肉功能影響，以便為肢體損傷患者提供更多的康復(fù)手段。

1 交叉遷移調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉適應(yīng)

雖然交叉遷移的機(jī)制目前并沒(méi)有統(tǒng)一，但是交叉遷移能夠引起神經(jīng)肌肉的適應(yīng)改變已經(jīng)在學(xué)術(shù)界得到廣泛認(rèn)可，并且可以作為神經(jīng)肌肉康復(fù)手段。研究表明[5]早期穴位電針治療大腦中動(dòng)脈阻塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）永久性腦損傷動(dòng)物健側(cè)肢體比患肢治療能更快地促進(jìn)神經(jīng)肌肉功能恢復(fù)，可能是通過(guò)交叉遷移機(jī)制促使兩側(cè)大腦感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)功能重組的原因。對(duì)上肢和下肢進(jìn)行單側(cè)訓(xùn)練中，訓(xùn)練組未訓(xùn)練的手臂與腿部力量均有顯著增加，而且V波（脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元）振幅和中樞激活的顯著增加與對(duì)側(cè)力量增加高度相關(guān)[6]。研究證實(shí)激動(dòng)肌均方根（Root Mean Square，RMS）振幅、V波振幅（脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元）和中樞激活率（central activation ratio，CAR）與交叉遷移相關(guān)的神經(jīng)肌肉適應(yīng)性。Hendy A M等人[7]表示力量增加伴隨著同側(cè)“未經(jīng)訓(xùn)練的”M1的調(diào)節(jié)，包括：皮質(zhì)脊髓興奮性增加，短間隔皮質(zhì)內(nèi)抑制（SICI）減少，同側(cè)最大自主收縮（Maximum Voluntary Contraction，MVC）期間交叉激活增加。可見(jiàn)，交叉遷移在發(fā)生過(guò)程中不僅增加肌肉激活，還伴隨著一系列神經(jīng)反應(yīng)。此外，對(duì)于骨骼質(zhì)量的維持，有研究表明依賴于肌肉蛋白質(zhì)合成和肌肉蛋白質(zhì)降解之間存在的精細(xì)平衡[8]，肌肉萎縮則是降解的蛋白質(zhì)多于合成的蛋白質(zhì)，而且交叉遷移降低肌肉萎縮已經(jīng)被證實(shí)?；诖?，有研究推測(cè)，交叉遷移對(duì)骨骼肌質(zhì)量的保護(hù)作用依賴于能夠協(xié)同激活蛋白質(zhì)合成途徑和/或抑制蛋白質(zhì)降解途徑的機(jī)制組合[9]。還有一種假設(shè)是訓(xùn)練對(duì)側(cè)肢體可以抑制蛋白質(zhì)降解途徑，而不激活蛋白質(zhì)合成途徑；這種效應(yīng)在基礎(chǔ)蛋白降解的穩(wěn)定條件下不會(huì)被檢測(cè)到，但在嚴(yán)重肌肉萎縮的條件下會(huì)有明顯的效果。由此可見(jiàn)，交叉遷移防止廢用性肌萎縮，增加未訓(xùn)練側(cè)肌肉力量以及肌肉功能的提升是因?yàn)楫a(chǎn)生了神經(jīng)肌肉適應(yīng)，基于目前的研究，交叉遷移最起碼能夠使大腦雙側(cè)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)產(chǎn)生適應(yīng)性變化，以及對(duì)側(cè)同源肌肉的功能適應(yīng)性改變。

2 血流限制訓(xùn)練法調(diào)節(jié)神經(jīng)肌肉適應(yīng)

研究表明，機(jī)體的生長(zhǎng)激素刺激機(jī)體內(nèi)胰島素樣生長(zhǎng)因子-1的合成和分泌，然后作用于肌肉本身以促進(jìn)生長(zhǎng)。有研究表明局部缺氧（使新陳代謝更加無(wú)氧）和運(yùn)動(dòng)后肌肉中乳酸清除的抑制造成的乳酸濃度的升高，這種酸性肌內(nèi)環(huán)境下，通過(guò)由肌肉代謝感受器、第III組和第IV組傳入神經(jīng)的化學(xué)感受性反射刺激交感神經(jīng)活動(dòng)[10]，從而刺激在垂體分泌生長(zhǎng)激素（GH）[11]。Takarada等人[12]利用血流限制進(jìn)行低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)后15分鐘，生長(zhǎng)激素濃度比靜息的濃度高290倍。Paulo Gentil等人[13]比較了四種阻力訓(xùn)練方法后血乳酸的變化，發(fā)現(xiàn)加壓訓(xùn)練組的血乳酸濃度相對(duì)更高，而且認(rèn)為這種方法能夠提供更多的代謝應(yīng)激。肌肉的增長(zhǎng)實(shí)質(zhì)上是蛋白質(zhì)合成增加或者抑制降低。人類進(jìn)行一輪急性高強(qiáng)度抗阻運(yùn)動(dòng)后，哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian Target of Rapamycin，mTOR）信號(hào)通路和肌肉蛋白合成（muscle protein synthesis，MPS）都受到刺激。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）被認(rèn)為是調(diào)節(jié)骨骼肌生長(zhǎng)的主網(wǎng)絡(luò)，可參與調(diào)節(jié)mRNA翻譯起始和蛋白質(zhì)合成，在運(yùn)動(dòng)中蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）被IGF-1激活進(jìn)而誘導(dǎo)mTOR以刺激蛋白質(zhì)翻譯，并在促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)中發(fā)揮重要作用[3]。研究表明，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低時(shí)會(huì)先募集閾值低的Ⅰ型肌纖維，當(dāng)強(qiáng)度增加開(kāi)始逐步募集閾值較高的Ⅱ型肌纖維，而血流限制下進(jìn)行低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動(dòng)可以加快Ⅱ型肌纖維的募集。研究證實(shí)加壓訓(xùn)練可導(dǎo)致Ⅱ型纖維橫斷面積顯著增加，并顯著高于Ⅰ型增加量[14]。血流限制抗阻訓(xùn)練中代謝產(chǎn)物大量累積所產(chǎn)生的壓力梯度，使血液流進(jìn)肌纖維并引起細(xì)胞腫脹，這種反應(yīng)不僅可以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，還有助于減少細(xì)胞中的蛋白質(zhì)水解[15]。Yasuda等人[16]通過(guò)研究證實(shí)了血流限制訓(xùn)練后肌肉細(xì)胞確實(shí)發(fā)生了腫脹現(xiàn)象。潘彥蓉等人[17]認(rèn)為在細(xì)胞腫脹后，進(jìn)而激活骨骼肌細(xì)胞合成代謝蛋白激酶轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，刺激更多胰島素生長(zhǎng)因子（IGF－1）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、睪酮和皮質(zhì)醇濃度的良性變化，以及一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）、生長(zhǎng)激素（HG）等激素水平的提升，進(jìn)而促進(jìn)骨骼肌肉細(xì)胞蛋白質(zhì)合成增加和水解減少。

研究表明血流限制訓(xùn)練通過(guò)阻斷靜脈血部分回流與機(jī)械應(yīng)力的結(jié)合，造成組織缺血缺氧，內(nèi)環(huán)境發(fā)生適應(yīng)性變化，代謝產(chǎn)物的積累使得細(xì)胞發(fā)生腫脹，導(dǎo)致合成類激素分泌增加，促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)的合成，或通過(guò)肌調(diào)節(jié)因子使蛋白質(zhì)的降解減少，以及增加高閾值快肌纖維的募集，從而肌肉蛋白質(zhì)合成增加，肌纖維增粗，肌肉肥大，肌肉力量以及功能提高。血流限制訓(xùn)練的機(jī)制研究證實(shí)，肌肉形態(tài)和神經(jīng)肌肉適應(yīng)均發(fā)生了相應(yīng)的適應(yīng)性變化。而且，近些年來(lái)，血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動(dòng)已成為一種新型的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練法[18]。

3 血流限制訓(xùn)練法誘導(dǎo)交叉遷移的可能作用機(jī)制

研究表明血流限制下抗阻訓(xùn)練能夠誘導(dǎo)力量的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)移，下肢加壓訓(xùn)練所產(chǎn)生的增益效果可以轉(zhuǎn)移到上肢和核心肌群，受限部位和未受限部位肌肉激活均得到不同程度的增強(qiáng)[19,20]。而且在上肢單側(cè)血流限制下進(jìn)行抗阻訓(xùn)練，壓力值越大的血流限制對(duì)非訓(xùn)練側(cè)即刻力量和表面肌電影響越[21]。Bowman等人[22]對(duì)26名受試者，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，分別進(jìn)行單側(cè)下肢血流限制訓(xùn)練和四肢鍛煉。與對(duì)照組比，BFR組受限肢體的大腿和小腿圍、所有等速膝關(guān)節(jié)伸展指標(biāo)、膝關(guān)節(jié)屈曲總功、髖關(guān)節(jié)外展和伸展、跖屈和單腿抬高均有顯著增加。而且BFR組非受限肢體與對(duì)照組相比時(shí)，大腿周長(zhǎng)和股四頭肌峰力矩明顯更大，單腿腳跟抬高的次數(shù)也明顯更大。這項(xiàng)研究支持了低負(fù)荷 BFR訓(xùn)練在袖帶近端和遠(yuǎn)端產(chǎn)生更大力量增長(zhǎng)的證據(jù)，對(duì)側(cè)肢體也可能受益于全身或交叉遷移效應(yīng)。交叉遷移的內(nèi)在研究表明，由神經(jīng)機(jī)制介導(dǎo)產(chǎn)生的神經(jīng)肌肉適應(yīng)，增加對(duì)側(cè)肌力或者保持對(duì)側(cè)肌肉力量，減少肌肉蛋白質(zhì)的分解。交叉遷移引起的力量增加，雖然肌肉體積沒(méi)有增加，但是相關(guān)研究表示交叉遷移預(yù)防了肌肉萎縮，從某個(gè)角度可以認(rèn)為交叉遷移現(xiàn)象通過(guò)神經(jīng)機(jī)制影響肌肉蛋白質(zhì)的合成或者降低蛋白質(zhì)的降解[9]，這一點(diǎn)雖然并未得到證實(shí)，但是與血流限制訓(xùn)練法增加肌肉質(zhì)量的機(jī)制，調(diào)控蛋白質(zhì)合成與降解這方面極其相似，關(guān)于這方面的研究仍有待深入。另外，交叉遷移增加了肌纖維的募集，這一點(diǎn)也與血流限制法的肌纖維機(jī)制相似，雖然交叉遷移更可能是通過(guò)神經(jīng)機(jī)制作用至肌纖維，提高肌纖維的募集速度，血流限制法是造成細(xì)胞內(nèi)缺血缺氧，通過(guò)一系列反應(yīng)更快地引起疲勞，進(jìn)而募集更多的快肌纖維。但是兩者最終均作用于運(yùn)動(dòng)單位募集速度的變化。王永超等[1]人也認(rèn)為交叉遷移效應(yīng)最重要的傳導(dǎo)通路由神經(jīng)系統(tǒng)所承載，由于血流限制法訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)單位的招募速度提升，以及在局部較高代謝壓力下所激發(fā)的更高神經(jīng)－肌肉適應(yīng)性，如此使得血流限制法訓(xùn)練對(duì)誘發(fā)交叉遷移效應(yīng)具有更高效的先決條件。交叉遷移能夠使對(duì)側(cè)肢體產(chǎn)生神經(jīng)肌肉適應(yīng)，血流限制訓(xùn)練同樣具有提高神經(jīng)肌肉適應(yīng)產(chǎn)生良好的影響，那么在能夠增加肌肉激活的血流限制法的誘導(dǎo)下，推測(cè)交叉遷移能夠引起更高的神經(jīng)肌肉適應(yīng)，對(duì)側(cè)肌纖維募集速率的加快，肌肉蛋白質(zhì)合成以及降解的調(diào)控。綜上，那么交叉遷移現(xiàn)象可能在血流限制下達(dá)到更優(yōu)的遷移效果。

4 血流限制訓(xùn)練法與交叉遷移在單側(cè)損傷康復(fù)中的應(yīng)用

隨著人口老齡化問(wèn)題日益加劇，單側(cè)損傷或障礙（包括急性損傷或單側(cè)肢體制動(dòng)，以及影響單側(cè)機(jī)體的神經(jīng)疾?。┗颊邤?shù)量明顯增多，這些患者存在單側(cè)制動(dòng)、疼痛、腫脹及活動(dòng)受限等問(wèn)題，影響患側(cè)的早期康復(fù)[2]。目前的研究表示，交叉遷移能夠防止廢用性肌萎縮，減少因制動(dòng)或患病而造成的肢體的肌肉減少以及力量損失。交叉遷移現(xiàn)象在臨床上多用于神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ缒X卒中后偏癱、多發(fā)性硬化）和骨科疾?。ㄈ绻顷P(guān)節(jié)炎，前交叉韌帶損傷）等[2]，以往研究表明，通過(guò)單側(cè)力量訓(xùn)練或者電刺激產(chǎn)生交叉遷移現(xiàn)象，從而改善患側(cè)肢體的肌肉力量以及肢體活動(dòng)能力，促進(jìn)患者的受損肢體的康復(fù)。研究表示肢體間產(chǎn)生的的交叉遷移現(xiàn)象，不僅能應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，而且可作為一種神經(jīng)肌肉康復(fù)手段，應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中[23,24]。

以往研究說(shuō)明血流限制訓(xùn)練的可以通過(guò)肌肉形態(tài)適應(yīng)和神經(jīng)肌肉適應(yīng)達(dá)到增加肌肉質(zhì)量，提高力量，促進(jìn)肢體活動(dòng)能力，促進(jìn)術(shù)后肢體恢復(fù)等。而且現(xiàn)有研究已經(jīng)證明BFRT可有效增加肌肉質(zhì)量和力量、提高有氧能力、防止廢用性肌萎縮、加速損傷和手術(shù)后的康復(fù)進(jìn)程，并可能對(duì)治療骨骼肌肉相關(guān)疾病具有積極作用[3]。近些年來(lái)，血流限制結(jié)合低強(qiáng)度抗阻運(yùn)動(dòng)已成為一種新型的神經(jīng)肌肉訓(xùn)練法[18]。研究表明血流限制訓(xùn)練可應(yīng)用于前交叉韌帶損傷和重建[25]、膝骨性關(guān)節(jié)炎[26]、髕股關(guān)節(jié)痛[27]、膝關(guān)節(jié)鏡術(shù)后功能康復(fù)[28]、促進(jìn)肌肉骨骼康復(fù)[29]、降低肌骨疼痛[30]等。不僅如此，優(yōu)勢(shì)在于血流限制能以更小的訓(xùn)練負(fù)荷達(dá)到訓(xùn)練或者康復(fù)效果，對(duì)損傷人群具有極大的優(yōu)勢(shì)。在單側(cè)損傷肢體的恢復(fù)中，借助健側(cè)肢體進(jìn)行抗阻或功能訓(xùn)練往往需要較大的訓(xùn)練負(fù)荷，患者可能難以堅(jiān)持，甚至?xí)o患者帶來(lái)?yè)p傷?；诮徊孢w移對(duì)單側(cè)損傷肢體的康復(fù)效果和血流限制訓(xùn)練促進(jìn)肌肉骨骼康復(fù)，表明兩者在各自的應(yīng)用領(lǐng)域有著獨(dú)特的訓(xùn)練和康復(fù)優(yōu)勢(shì)。交叉遷移能夠促進(jìn)受損肢體的恢復(fù)，血流限制能夠以更小的訓(xùn)練負(fù)荷達(dá)到訓(xùn)練或康復(fù)效果。因此，在基于交叉遷移的單側(cè)訓(xùn)練中加入血流限制，可能通過(guò)更小的訓(xùn)練負(fù)荷激活神經(jīng)和以及肌肉，達(dá)到相同或者更優(yōu)的康復(fù)效果，加快受損肢體的神經(jīng)肌肉功能的恢復(fù)，對(duì)肢體受損以及康復(fù)人群有著獨(dú)特的意義。目前血流限制法和交叉遷移現(xiàn)象在訓(xùn)練及康復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，都能作為神經(jīng)肌肉康復(fù)手段、預(yù)防廢用性肌萎縮，增強(qiáng)肌力、加快術(shù)后恢復(fù)，增加肢體活動(dòng)能力等。一系列研究表明血流限制訓(xùn)練和交叉遷移能夠引起相似的神經(jīng)肌肉適應(yīng)，增強(qiáng)神經(jīng)肌肉功能，對(duì)單側(cè)損傷患者康復(fù)具有正向效益。

5 小結(jié)

綜上所述，血流限制法誘導(dǎo)交叉遷移現(xiàn)象可能會(huì)產(chǎn)生更高的神經(jīng)肌肉適應(yīng)，運(yùn)動(dòng)單位的募集加快，進(jìn)一步預(yù)防肌肉萎縮，調(diào)節(jié)肌肉蛋白質(zhì)的合成或降解，增加肌肉功能；促進(jìn)肢體損傷及術(shù)后康復(fù)人群的恢復(fù)，對(duì)不能進(jìn)行大強(qiáng)度活動(dòng)或單側(cè)損傷與術(shù)后康復(fù)人群的訓(xùn)練方法和康復(fù)手段提供借鑒意義。而且血流限制下更小的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可以引起更高的神經(jīng)動(dòng)員和足夠的肌肉激活，與基于神經(jīng)機(jī)制的交叉遷結(jié)合，對(duì)神經(jīng)性疾病人群的損傷肢體的恢復(fù)訓(xùn)練更具有獨(dú)特的探究意義。不足之處，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于兩者結(jié)合的研究處于起步階段，真正探究性的實(shí)驗(yàn)較少，未來(lái)可以深入研究；另外，血流限制的壓力并未得到統(tǒng)一，需要對(duì)壓力范圍作進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究。未來(lái)可以對(duì)交叉遷移與血流限制法機(jī)制進(jìn)行聯(lián)合探究，一方面可以對(duì)兩者機(jī)制層面的理論進(jìn)行補(bǔ)充，另一方面加強(qiáng)探究血流限制誘導(dǎo)交叉遷移對(duì)康復(fù)人群的臨床療效。

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A Study on the Induction of Cross Migration by Blood Flow Restriction Training for Neuromuscular Function and Rehabilitation of Unilateral Limb Injury

DONG Zhen Qiang

(Liaoning Normal University, Dalian 116029, Liaoning, China)

董振強(qiáng)（1999—），碩士生，研究方向：運(yùn)動(dòng)健康促進(jìn)理論與實(shí)踐。