血流限制訓(xùn)練在老年群體中的應(yīng)用進(jìn)展

馬淑琴 董繼革 黃富表

作者單位：1.天津體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)健康學(xué)院 301600 2.中國中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院康復(fù)治療部 100102 3.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院作業(yè)療法科 100068

據(jù)最近一次的全國人口普查數(shù)據(jù)顯示,我國60歲以上的人口總數(shù)為26402萬人,約占總?cè)丝诘?8.70%,同比增長5.44個(gè)百分點(diǎn)[1],已經(jīng)進(jìn)入中度老齡化社會(huì)。隨著老齡化社會(huì)一同出現(xiàn)的就是撫養(yǎng)負(fù)擔(dān)沉重、慢性共病等問題,因此老年人群體的健康問題備受社會(huì)關(guān)注。運(yùn)動(dòng)是可以有效抵抗衰老、促進(jìn)老年人身體健康的重要方法,常用的鍛煉形式包括有氧運(yùn)動(dòng)、抗阻運(yùn)動(dòng)以及柔韌性練習(xí)等。一般來說,常規(guī)的訓(xùn)練方法需要達(dá)到適當(dāng)?shù)挠?xùn)練強(qiáng)度才可以產(chǎn)生理想的效果,然而運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的高機(jī)械壓力和心血管負(fù)荷可能會(huì)增加老年人受傷的風(fēng)險(xiǎn)。

血流限制訓(xùn)練又稱加壓訓(xùn)練,是由日本的Yoskiaki Sato博士發(fā)現(xiàn)并普及的訓(xùn)練方法,是在運(yùn)動(dòng)的過程中通過在肢體最近端使用加壓帶限制靜脈的回流和動(dòng)脈的流速來提高訓(xùn)練效果的方法[2]。血流限制訓(xùn)練主要利用缺血、缺氧改變機(jī)體的代謝應(yīng)激和機(jī)械壓力來發(fā)揮作用,具體的機(jī)制包括細(xì)胞腫脹、氧化應(yīng)激以及肌纖維數(shù)量和收縮力的變化等[3,4]。迄今為止針對血流限制的研究已經(jīng)證明了在該條件下進(jìn)行阻力訓(xùn)練,對機(jī)體產(chǎn)生的效果要優(yōu)于單純的阻力訓(xùn)練[5];也有證據(jù)表明,在該條件下較低強(qiáng)度的阻力運(yùn)動(dòng)也可以產(chǎn)生與高強(qiáng)度阻力運(yùn)動(dòng)類似的作用和效果[6]。此外,部分研究發(fā)現(xiàn)血流限制訓(xùn)練可能會(huì)出現(xiàn)頭暈、皮下出血、肢體麻木或疼痛感、心血管壓力升高、血栓形成以及延遲性肌肉酸痛等問題,但大部分癥狀都可在訓(xùn)練后48小時(shí)內(nèi)緩解、消失,不會(huì)對人體造成危害;且研究已證明該訓(xùn)練并不會(huì)增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn),對肌肉骨骼系統(tǒng)造成的損害也較小,不會(huì)產(chǎn)生過大的心血管壓力[2,7],不易發(fā)生危險(xiǎn)。由此可見,血流限制訓(xùn)練是一種簡單、安全的訓(xùn)練方法,可以將其作為一種潛在的訓(xùn)練方法來代替強(qiáng)度較大的訓(xùn)練方法幫助身體素質(zhì)較差的群體改善運(yùn)動(dòng)能力,促進(jìn)健康。

目前有許多研究是針對血流限制訓(xùn)練對老年人的影響展開的,包括運(yùn)動(dòng)功能、心肺功能和認(rèn)知功能等,因此本文旨在整理分析血流限制訓(xùn)練對老年人各個(gè)方面的具體影響,為更好地促進(jìn)老年人健康衰老提供依據(jù)。

1.血流限制對老年人運(yùn)動(dòng)功能的影響

軀體功能是個(gè)體能夠維持獨(dú)立日常生活活動(dòng)的能力,涉及身體活動(dòng)能力的許多方面,包括肌力、平衡功能和步行能力等。隨著年齡增長,老年人身體各項(xiàng)機(jī)能減退從而出現(xiàn)力量、反應(yīng)時(shí)間、協(xié)調(diào)能力和平衡能力下降,導(dǎo)致軀體功能受損[8]。軀體功能下降會(huì)大大增加跌倒的風(fēng)險(xiǎn),易造成老年人受傷甚至死亡,目前在已知跌倒有關(guān)的危險(xiǎn)因素中,最重要的因素是老年人下肢肌力減弱造成的平衡和步態(tài)異常[9]。一般來說,傳統(tǒng)的高強(qiáng)度阻力訓(xùn)練已被證明可以提高老年人的肌力、平衡能力等軀體功能,然而由于訓(xùn)練會(huì)導(dǎo)致高機(jī)械應(yīng)力,并且存在心血管事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),許多老年人并不適合該訓(xùn)練方法,而低強(qiáng)度的阻力運(yùn)動(dòng)并不能達(dá)到理想的效果。自血流限制訓(xùn)練受到關(guān)注以來,各項(xiàng)研究已經(jīng)證明在血流限制條件下運(yùn)動(dòng)可以有效改善老年人的身體活動(dòng)能力和軀體功能。

1.1 血流限制對老年人骨骼肌功能的影響

隨著年齡增長,人體肌肉組織的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)慢慢發(fā)生變化,常表現(xiàn)為骨骼肌質(zhì)量減少,肌肉功能喪失。研究表明,成年人肌力在30歲以后開始下降,40歲以后肌力開始大幅度衰退,50歲以后每10年肌力下降12%～14%,大約在70歲時(shí)人體多數(shù)肌肉力量只為最大肌力的30%～60%[10]。各項(xiàng)薈萃分析表明,與傳統(tǒng)低強(qiáng)度阻力訓(xùn)練相比,血流限制條件下進(jìn)行訓(xùn)練可以有效改善老年人肌肉力量和功能,并且有增加肌肉體積的趨勢,且效果與傳統(tǒng)高強(qiáng)度訓(xùn)練相似[11,12]:血流限制與低強(qiáng)度阻力運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí),可以通過改善肌肉質(zhì)量、橫截面積以及肌纖維數(shù)量來改善骨骼肌性能,從而提高運(yùn)動(dòng)功能[13～15];與有氧運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí),相較于常規(guī)有氧該聯(lián)合方法可以顯著增加老年人的骨骼肌的大小和力量,防治肌少癥,并有效提高與下肢肌力和平衡能力有關(guān)的下肢功能[15,16],將血流限制與被動(dòng)活動(dòng)結(jié)合起來應(yīng)用于處于昏迷狀態(tài)的老年人,可以有效減輕其肌肉萎縮程度[17]。另外從生理角度,一項(xiàng)針對老年男性的研究[18]表明,低強(qiáng)度阻力訓(xùn)練與血流限制結(jié)合一方面可以通過增強(qiáng)mTORC信號傳導(dǎo)強(qiáng)度來促進(jìn)合成代謝的進(jìn)行,同時(shí)抑制自噬分解代謝,另一方面可以刺激肌肉蛋白合成。除了在血流限制條件下進(jìn)行低強(qiáng)度阻力運(yùn)動(dòng),還有一些其他的方法在老年人中也有很好的效果。

總的來說,血流限制聯(lián)合阻力運(yùn)動(dòng)目前已經(jīng)被證明可以作為傳統(tǒng)高強(qiáng)度力量訓(xùn)練的潛在代替方法,幫助老年人緩解隨著年齡增長出現(xiàn)的肌肉骨骼肌運(yùn)動(dòng)能力下降的問題,并且其訓(xùn)練效果即使在停止運(yùn)動(dòng)后也得到了較好的保持,相對于傳統(tǒng)高強(qiáng)度力量訓(xùn)練來說更加安全、對肌肉組織的損傷更小[19,20]。

1.2 血流限制對老年人活動(dòng)能力的影響

除了可以有效增加肌力以外,血流限制訓(xùn)練對老年人的平衡能力和步行功能等都有積極的影響。柳皓嚴(yán)等人[21]通過對22例健康老年人進(jìn)行8周的血流限制加壓步行訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)血流限制條件下的步行訓(xùn)練可以顯著提高老年人下肢肌肉力量和身體活動(dòng)能力;Clarkson等人[22]使用30秒坐立測試、計(jì)時(shí)起步、六分鐘步行測試以及階梯測試等實(shí)驗(yàn)測量血流限制條件下的步行訓(xùn)練對健康老年人的影響,證明了相較于單純阻力訓(xùn)練,血流限制條件下的阻力訓(xùn)練對久坐不動(dòng)的老年人和以身體功能下降為主要特征的人群有明顯更有益的效果。另外,一項(xiàng)薈萃分析也表明,血流限制條件下的低強(qiáng)度阻力訓(xùn)練可以改善60歲以上老年人的肌力和身體功能[23]。由此可見,將血流限制應(yīng)用到預(yù)防衰老導(dǎo)致的軀體功能和活動(dòng)能力下降方面,目前已經(jīng)取得了顯著效果。其與阻力訓(xùn)練、有氧運(yùn)動(dòng)等方式結(jié)合,可以有效改善老年人下肢肌力、平衡和步行能力,減緩衰老造成的老年人身體機(jī)能下降,預(yù)防跌倒事件的發(fā)生,從而減少死亡和受傷的概率。

2.血流限制對老年人心血管功能的影響

衰老對心血管的影響是巨大的。隨著年齡增長,左心室會(huì)出現(xiàn)進(jìn)行性肥厚、舒張晚期充盈增加、收縮后負(fù)荷增加等問題,另外衰老導(dǎo)致的心肌細(xì)胞間膠原結(jié)締組織增多以及膠原纖維交聯(lián)的改變,會(huì)造成左心室在舒張?jiān)缙陧槕?yīng)性下降;血管方面,主動(dòng)脈會(huì)隨著年齡增長呈現(xiàn)進(jìn)行性擴(kuò)張、管壁彈性下降而僵硬度增加,從而導(dǎo)致血容量增加[24,25],此外靜脈順應(yīng)性也會(huì)隨著年齡增長下降,從而增加了靜脈曲張和深靜脈血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)[26],以上這些由于衰老出現(xiàn)的退行性變化是導(dǎo)致心血管疾病的高度相關(guān)因素。除了常規(guī)的防治方法,一項(xiàng)薈萃分析表明,相較于常規(guī)的阻力訓(xùn)練,血流限制下的阻力訓(xùn)練會(huì)引起更顯著的心率和血壓急性變化且恢復(fù)靜息狀態(tài)后收縮壓顯著降低,另外血流限制下的阻力訓(xùn)練還可以通過改善血流介導(dǎo)的擴(kuò)張能力和動(dòng)脈僵硬程度對老年人的血管功能產(chǎn)生積極影響[27],因此在血流限制條件下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練這一新方法因?qū)π难芟到y(tǒng)的積極影響似乎成了改善老年人心血管系統(tǒng)功能的新思路,可以嘗試將該方法應(yīng)用到老年人心血管疾病的防治中。

各項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),血流限制聯(lián)合阻力運(yùn)動(dòng)可以通過影響反應(yīng)性充血指數(shù)、降低血管性血友病因子濃度以及下肢順應(yīng)性,來改善血管內(nèi)皮功能和外周血液循環(huán)情況;另外該方法還可以降低患有高血壓老年人的靜息血壓,從而減少發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)[26,28～30]。除了對健康老年人的心血管功能有良好的影響之外,血流限制對與老年人常見的心血管疾病也有較好的效果。目前已經(jīng)證明的是,血流限制條件下進(jìn)行抗阻、有氧等訓(xùn)練可以顯著改善冠心病患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),并且可以緩解心衰患者左心室功能障礙、通過調(diào)節(jié)炎癥標(biāo)志物水平和合成分解代謝的狀態(tài)來改善心臟病患者的癥狀,可以作為一種安全的心臟康復(fù)的額外運(yùn)動(dòng)方式[31,32]。關(guān)于血流限制對心血管系統(tǒng)的這些積極影響,主要的機(jī)制是血流限制條件下,缺血缺氧應(yīng)激和快速增加的生長激素濃度會(huì)促進(jìn)血管內(nèi)皮和骨骼肌細(xì)胞釋放血管內(nèi)皮營養(yǎng)因子(VEGF)。VEGF可以聯(lián)合血流限制條件下增加的血流剪切力一起誘導(dǎo)NO釋放,從而改善血管內(nèi)皮功能,促進(jìn)周圍血管生成。同時(shí),缺血缺氧、代謝物積累會(huì)導(dǎo)致血乳酸濃度增加,骨骼肌化學(xué)感受器受到刺激后可以激活訓(xùn)練中的交感神經(jīng)系統(tǒng),促進(jìn)神經(jīng)肌肉適應(yīng)性增加。另外,血流限制還可以通過加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)加壓反射來促進(jìn)心血管對運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)[28,32]。

總的來說,血流限制訓(xùn)練可以通過誘導(dǎo)心血管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生各種良性的適應(yīng)性改變,來防治心血管疾病的發(fā)生,緩解衰老造成的功能退化等現(xiàn)象;各項(xiàng)研究也已經(jīng)證實(shí)了該方法對于老年人這一身體活動(dòng)能力較差的群體也是安全、可控的。

3.血流限制對老年人認(rèn)知功能的影響

在衰老的過程中,一方面身體功能會(huì)隨著年齡增長有所下降,另一方面認(rèn)知功能也在不斷減退,主要體現(xiàn)在記憶力下降、注意力易分散、信息處理速度下降等方面[33]。已證明有氧運(yùn)動(dòng)和阻力運(yùn)動(dòng)可以通過影響大腦的激活和腦血流量來緩解認(rèn)知功能減退,而近期研究表明在血流限制條件下進(jìn)行鍛煉可以增強(qiáng)大腦內(nèi)與認(rèn)知相關(guān)的幾個(gè)領(lǐng)域(如注意力、執(zhí)行功能和記憶力)的活動(dòng),通過促進(jìn)腦代謝來改善認(rèn)知[34,35],如血流限制條件下的雙認(rèn)知任務(wù)可以通過誘導(dǎo)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等物質(zhì)釋放,更有效地改善認(rèn)知、失眠和生活質(zhì)量[36]。

關(guān)于血流限制改善認(rèn)知功能的具體機(jī)制還在不斷探索中,該訓(xùn)練方法會(huì)造成機(jī)體包括大腦在內(nèi)的缺血缺氧,這可能是觸發(fā)神經(jīng)適應(yīng)性積極變化的關(guān)鍵因素。目前已有的分析研究認(rèn)為,血流限制訓(xùn)練會(huì)誘導(dǎo)人體釋放更多的神經(jīng)適應(yīng)性激素,包括胰島素樣生長因子1、生長激素、血管內(nèi)皮生長因子、乳酸以及去甲腎上腺素等等,這些物質(zhì)水平的變化會(huì)造成人體內(nèi)代謝平衡的改變,從而產(chǎn)生各種生理反應(yīng)。例如,乳酸是大腦首選的能量來源,而缺血缺氧的環(huán)境會(huì)使乳酸水平升高,誘導(dǎo)神經(jīng)元能量的產(chǎn)生,改善大腦的激活和反應(yīng);另外腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)是介導(dǎo)突出可塑性的重要機(jī)制,乳酸的增加可能導(dǎo)致大腦中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)增加,增加某些大腦區(qū)域的神經(jīng)元活動(dòng),從而增強(qiáng)與這些大腦區(qū)域相對應(yīng)的認(rèn)知功能[33,36]。目前血流限制對認(rèn)知方面的研究還局限在作用和意義,且大部分針對的是中青年群體,關(guān)于該方法對衰老引起的認(rèn)知功能減退的影響和機(jī)制還有很大的研究空間,需進(jìn)一步探索。

4.其他

除了可以改善健康老年人的各方面功能,血流限制在臨床中對于患有各種疾病的老年人也有不同程度的積極效果。在肌肉骨骼系統(tǒng)疾病中,血流限制被證明與阻力運(yùn)動(dòng)結(jié)合可以很好地改善類風(fēng)濕關(guān)節(jié)抑或是膝骨關(guān)節(jié)炎老年患者的肌肉質(zhì)量和力量、運(yùn)動(dòng)功能以及與之相關(guān)的生活質(zhì)量[37,38],血流限制有可能作為一種替代訓(xùn)練方案來改善老年人膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的疼痛和功能。另外,肌少癥也是一類與年齡密切相關(guān)的以肌肉質(zhì)量和功能衰退為主要表現(xiàn)的綜合征[39],各項(xiàng)研究表明血流限制訓(xùn)練可以更顯著地增強(qiáng)患有肌少癥老年人的肌肉質(zhì)量,增加肌力,且老年人更容易完成鍛煉,對肌肉損害更小[40,41]。神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面,杜燕等人[42]經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在血流限制條件下進(jìn)行阻力訓(xùn)練可以促進(jìn)老年卒中患者的偏癱側(cè)下肢的肌力恢復(fù),且效果優(yōu)于常規(guī)阻力訓(xùn)練。除了上述常見疾病,部分研究還針對其他疾病(慢阻肺等)進(jìn)行了研究,結(jié)果都表明在血流限制條件下,不論是進(jìn)行阻力訓(xùn)練還是有氧運(yùn)動(dòng)對于老年人骨骼肌的性能都有積極的影響[43,44]。

5.小結(jié)與展望

老年人作為弱勢群體其健康問題一直被社會(huì)廣泛關(guān)注,而血流限制這一新的運(yùn)動(dòng)方法的出現(xiàn)使年老體弱、身體素質(zhì)較差的人群也可以安全有效地進(jìn)行體育鍛煉,其創(chuàng)造的缺血缺氧條件不僅使肌肉骨骼系統(tǒng)可以在較低強(qiáng)度訓(xùn)練中產(chǎn)生理想的效果,還可以通過影響體內(nèi)代謝過程和血流對心血管和認(rèn)知等其他功能產(chǎn)生影響,從而可以作為一種有效的訓(xùn)練方法來延緩老年人衰老造成的身體各機(jī)能減退,促進(jìn)健康。

在臨床應(yīng)用方面,目前該訓(xùn)練方法對老年人應(yīng)用的研究也僅包括本文中描述的幾個(gè)方面,其他對老年人比較重要的如呼吸功能和內(nèi)分泌功能還鮮有研究,因此日后可以更加深入地探索該方法與呼吸訓(xùn)練結(jié)合的途徑和方法,或者該訓(xùn)練方法是否可以應(yīng)用于臨床,通過影響激素水平、代謝水平和內(nèi)分泌器官的結(jié)構(gòu)來改善內(nèi)分泌功能也需要進(jìn)一步嘗試。癌癥在老年人中也是常見的臨床疾病,目前尚未有將血流限制應(yīng)用到癌癥中的例子,日后可以嘗試將其作為一種新的干預(yù)措施來研究。

在研究領(lǐng)域方面,先前有研究表示血流限制訓(xùn)練在中青年人和老年人中作用不完全一樣,其具體的機(jī)制和原理還需要進(jìn)一步研究,且該訓(xùn)練方法是否對老年人有獨(dú)特的副作用也應(yīng)通過更廣泛的研究進(jìn)一步了解。除了前文中提到的副作用,訓(xùn)練中若訓(xùn)練方案不當(dāng)還可能出現(xiàn)暈厥、橫紋肌溶解及感覺障礙等較嚴(yán)重的并發(fā)癥;此外,患有嚴(yán)重高血壓、心臟病、深靜脈血栓和靜脈曲張等心血管系統(tǒng)疾病者皆要禁用慎用。目前尚未有明確的指南來說明該訓(xùn)練方法在老年人中如何規(guī)范使用,作為特殊群體,具有針對性的使用指南也是非常重要的,因此后續(xù)若能夠結(jié)合潛在的各種風(fēng)險(xiǎn)制定具體的訓(xùn)練方案,該方法也能更安全、有效地應(yīng)用。