冷凍療法對運動員身體機能的影響

□ 吳趙昭 石金龍（西北大學 陜西 西安 710127）

全身冷凍療法通常指受試者將身體全部暴露于-110℃至-195℃之間的超低溫開放式冷倉約3min，一般在運動后早期（0-24h）進行，可在一天或數周內重復多次。進入倉體前，受試者應盡可能少穿衣物，保持體表干燥，穿著襪子、拖鞋和手套以保護肢體末端。進入倉體，站立于中心，將手搭在倉體上沿處，確保皮膚未直接貼近倉體內金屬表面，以免凍傷。整個過程中可輕微活動手指、踱步，避免屏息和過度低頭呼吸。

1、應用及功效

臨床醫學上W B C常用于緩解一些由慢性病癥引起的疼痛和炎癥，特別是針對類風濕性關節炎、纖維肌痛和強直性脊柱炎等癥狀；運動醫學中W B C被更多的運動員使用以加速肌肉損傷恢復。W B C能夠快速緩解大強度訓練引起的肌肉疼痛和腫脹，降低肌肉繼發性損傷減少炎癥反應，加速疲勞恢復，此外還廣泛應用于傷病康復和預防過度訓練。總體而言，W B C可增強運動員心血管功能、改善肌肉活性、減少運動引起的溶血、緩解炎癥反應，并具有一定潛在功效。

研究發現，W B C可改變運動員生理生化指標，包括炎癥因子的減少，抗氧化劑的適應性變化以及與肌肉損傷相關的酶的積極作用等。同時，此研究也表明W B C是安全的，不會對心臟、免疫功能造成不良影響。近年來，隨著W B C研究的升溫，我們獲取了更多相關依據。本文綜述W B C的主要研究結果，為其評定恢復效果提供參考依據。

2、相關探討

2.1、組織溫度

冷凍療法的前提是從人體組織中吸收熱量以達到各種臨床效果，有研究表明，為達到最佳的治療效果，組織溫度必須達到所需治療的最佳溫度。因此，相比傳統運動醫學冷療方式（冰敷、冷水浸泡），確定W B C相關的組織溫度下降幅度至關重要。有推測認為，由于其極端的空氣溫度，W B C比傳統方式表現出更強的冷療效果。干預過程中體表和倉內環境形成了一個巨大的溫度差，熱傳遞取決于諸多因素，例如導熱系數或熱傳遞系數(k=w/m2-k)能表現物質傳遞熱量的能力，冰的導熱系數（2.18k）比水（0.58k）和空氣（0.024k）要高的多，這意味著從身體中吸收熱能，冰比其他兩種物質更為有效。冰也可改變自身原有屬性（固態變為液態），從而進一步優化其冷療效果。雖然水和空氣不是傳播熱量的最佳媒介，但它們卻具有使體表大面積區域同時冷卻的潛在優勢。

通過對實證研究的比較，可以發現體表溫度下降通常與冰敷有關。在一些研究中，使用W B C或冷水浸泡（col d water immersion，CWI）的方式降溫效果并不顯著，甚至沒有達到緩解疼痛的必要溫度。值得注意的是，不論采取何種方式降溫，肌肉溫度降低的幅度幾乎可以忽略不計。到目前為止，僅有一項關于W B C對肌肉內部溫度影響的研究，而未來研究的深入對填補這一空白十分必要。

人體組織的熱性能意味著要在皮下冷卻是非常困難的，這是由于皮下脂肪組織的導熱系數很低（0.23k，相比肌肉的導熱系數為0.46k）對身體產生了保溫作用。有臨床文獻報道，一個皮脂極低（皮褶厚度0-10mm）且健康的受試者，經過8分鐘冰敷，其最大肌內降溫（深度1cm）為7℃。此外，溫度下降的幅度也會因身體部位的不同而有所不同，如髕骨等骨質區域組織溫度通常下降幅度最大。

2.2、負面效應

現有研究中，并未發現任何關于W B C副作用的報道。但據以往研究，大多數相關報道似乎并沒有對預期的不良反應進行積極監測。有報道指出，在芬蘭的一家專科醫院里，采用W B C治療的患者在過去8年中并未發生任何不良反應。近來，出現少數與W B C相關的個別問題（如凍傷），而這些都是準備過程中的疏忽所致，如在皮膚尚留有汗液或身穿潮濕衣物的情況下進入倉內。據報道，正常人的體表冰點在-3.7℃至-4.8℃之間，而對于有體表細胞嚴重受損或有皮膚凍傷經歷的人，體表冰點會降低至-10℃左右。需要注意的是，為保證干預的順利進行，完備的實驗流程在整個操作中就顯得尤為重要。此外，還應特別關注受試者是否有以下禁忌癥狀：頑固性高血壓、冠狀動脈疾病、心律失常、血液循環障礙、雷諾綜合癥、低溫過敏、肺部疾病和低溫引起的支氣管阻塞等。

2.3、生物標志物

有動物實驗表明，冷凍療法可對損傷后與炎癥相關的重要細胞和生理活動產生影響，包括細胞的新陳代謝、血管內白細胞活性和潛在的細胞凋亡。但很少有研究在人體實驗中復制這一方案。有兩項研究表明運動員在訓練后單次或多次使用W B C能夠增強自身的細胞因子。另有人發現，在各種形式的運動訓練后，W B C對肌肉損傷的各種標志物影響不大。有一項研究量化了局部冰敷對人體損傷的生化效應，在膝關節術后進行局部加壓冰敷，發現前列腺素E2和關節液中乳酸的產生遠遠低于未經任何干預的對照組。

2.4、氧化應激

有研究表明經過CWI可以引起氧化應激，并可能增加自由基的形成。自由基是有氧系統細胞代謝在外界環境影響下的產物。當自由基的產生超過抗氧化保護能力和修復機制時，氧化應激就會發生，從而對蛋白質、脂類和脫氧核糖核酸等大分子造成損害。在代謝應激時期，發生氧化應激的風險可能會增加，氧化和抗氧化的平衡會受到破壞。相關概念也被指出，在低溫環境下激活適應體內平衡機制的劑量可使運動員受益。同有研究表明，經常在冷水中游泳的人通常抗氧化能力較強。

目前關于W B C對機體抗氧化能力的影響尚不明確。一項研究表明，經W B C的干預，高強度運動的氧化應激反應低于強度較低的健身運動。10天的運動實驗研究中發現受試者抗氧化能力不相一致，W B C組的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶濃度較低。盡管有研究表明W B C可增加缺乏鍛煉者的抗氧化能力，但其不足是氧化能力和抗氧化能力未在同一點上被量化，因此很難確定與氧化應激相關的機制。未來的研究應著眼于導致抗氧化蛋白增加的敏感指標和明確至少含兩個或兩個以上的氧化應激指標，并以此判定細胞受損狀況。此外，直接測量產生的自由基，可以更準確地量化自由基的生成和氧化損傷，如利用電子順磁共振波譜技術進行測量。

2.5、自主神經系統

探究更為有效的方法來影響自主神經系統是運動恢復中一個不斷發展的領域。高強度運動通常會增強交感神經活性，導致心率增加和心率變異性降低。然而，持續的增強交感神經活性，被認為是不利于運動后的恢復。正因如此，副交感神經再激活被認為是目前系統恢復的重要指標，并且經常用于量化各種心率變異性指標。有少數對照實驗研究了使用W B C促進運動后副交感神經再生的可能性，雖表明最初影響的是交感神經，但最終影響的似乎還是副交感神經。基于在心率2-3倍變化的高強度運動后，W B C可增強短期自主恢復能力，這種反射被認為是低溫引起的血管收縮和中心血容量增加。因此，副交感神經的激活不僅限于W B C，還可以通過CWI復制這一自主效應。

2.6、臨床效果

我們在多篇文獻中發現W B C對運動后身體機能恢復的影響不相一致。有研究證實W B C能夠改善本體感覺，如運動后疲勞的恢復和肌肉酸痛的緩解。冰敷在急性軟組織損傷和術后治療中具有良好的短期鎮痛效果，但對患處功能恢復和腫脹消除效果卻一般。現有的諸多研究表明，W B C對肌肉骨骼損傷的恢復具有重要的臨床意義，但這些效應的基礎機制尚未確定。需要注意的是，有一項研究采用了W B C與手法治療和關節松動術相結合的物理干預療法。W B C可能作為一種抗疼痛的刺激劑促進對局部產生鎮痛的效應。有研究表明在標準W B C的干預下最佳鎮痛效果與皮膚溫度有關，此閾值為低于皮膚溫度13℃。此外，W B C可使去甲腎上腺素增高，這也可能是另一個獲得鎮痛效果的因素。在健康和受傷兩類成年人群中發現，局部冷卻對肌肉的激活有額外的刺激作用，進一步表明冷卻可成為運動治療的重要補充。

3、結語

W B C可改變運動員諸多重要生理生化指標，改善新陳代謝和運動后的恢復和肌肉酸痛狀況；還可能對炎癥介質、抗氧化能力和自主神經功能有積極影響。然而上述表現仍為初步研究，還需進一步開展高質量的隨機對照研究。大量研究尚未對其不良反應進行主動監測，因此也很難就與W B C相關的可能風險得出明確結論。另一局限是目前W B C比CWI或冰敷價格昂貴且不易獲得。

隨著運動員的訓練強度和比賽激烈程度與密集程度大大提高，完善這種極端溫度下的新型恢復措施就顯得尤為重要。基于目前研究現狀，需要更準確的W B C實踐參數，主要包括最佳的空氣溫度、干預持續的時間和頻率及完備的安全指南。未來研究應確定是否有必要根據損傷的性質、嚴重程度或急慢性程度來改變治療劑量，比較W B C、CWI和冰敷的相對有效性，并提供重要的臨床效果。

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