經顱直流電刺激對運動疲勞消除的綜述研究①

朱玲華

(南通大學 江蘇南通 226001)

隨著競技體育水平的逐漸提高，運動員為獲得更好的運動成績，訓練強度也在不斷提升，尤其職業運動員，還需要適應不同地區的時區和氣候，所有身體系統都承擔著很大的壓力，如中樞神經系統、自主神經系統、運動系統、免疫系統、感覺系統等，尤其是免疫缺陷癥，是尚未解決的最重要的問題之一。這些變化隨之會導致運動疲勞，如果運動疲勞沒有及時得到有效緩解，對之后的訓練和比賽都會產生很大的影響，甚至會增加患病概率，影響到以后的生活質量。而目前學者針對疲勞消除采用的辦法有針灸、食療、按摩等，但效果均不佳，該文將對國內外經顱儀的疲勞消除作用進行綜述探討，為專業運動員的疲勞消除提供參考。

1 運動疲勞

美國第五屆國際運動生化學學術會議上，各國學者將疲勞概念進行了統一，定義疲勞是機體生理過程不能持續使其機能保持在一定的水平上，或不能維持預定的運動強度[1]，是一種由于活動使工作能力及身體機能暫時降低的現象[2]。運動疲勞是由運動引起的疲勞，這是提高運動水平過程中不可避免的現象，是在運動過程中身體自然產生的疲勞感知，有運動就有疲勞。可以說，運動性疲勞是衡量刺激機體產生適應性的變化，不斷提高新的運動適應水平，使運動目標得到滿足，也是運動表現的一大影響因素。運動性疲勞可分為運動性生理疲勞和運動性心理疲勞[3]。

1.1 運動生理疲勞

運動生理疲勞可根據疲勞部位不同，分為中樞性疲勞、神經—肌肉接點疲勞和外周疲勞；根據疲勞發生的時間，可分為急性疲勞和慢性疲勞；根據疲勞的性質，可分為生理性疲勞和病理性疲勞，也稱為過度疲勞；根據疲勞部位大小，可分為全身性疲勞和局部性疲勞。目前，得到更多學者認可的是將疲勞分為中樞性疲勞、周圍性疲勞。周圍性疲勞可分為神經肌肉接頭疲勞、能源物質耗竭疲勞、代謝產物堆積疲勞、內環境穩定疲勞。對于運動疲勞產生的機制，較多學者采用能量物質“衰竭”學說、代謝產物堆積學說、內穩態失調學說、保護性抑制學說、內分泌調節機能下降學說和自由基損傷學說來解釋[4，5]。

內源性阿片肽（EOP）系統是保障身體的防衛、適應性、行為、穩態和其他機體行為過程的最重要的系統，不取決于活動類型。它在生命支持和自我調節過程中發揮著重要作用。該系統運行的中斷不可避免地導致適應不良、各種生活機能障礙、各種疾病的出現和發展。顯然內源性阿片肽系統參與了特定的體育活動過程。

M.L.MEHL等人對8匹母馬進行實驗研究，發現母馬在兩次運動后內啡肽水平都急劇下降，在之后的時間段內緩慢上升，逐漸恢復到初始狀態[6]。Alberto E等人對8名健康人群和17名慢性疲勞綜合征、5名纖維肌痛綜合征、10名抑郁癥患者進行檢測，發現健康人群的內啡肽濃度顯著高于綜合征患者[7]。Gary A等人也證實了以上觀點[8]。Bender等人發現大多數運動形式都會影響內啡肽的水平，尤其是運動強度達到無氧閾值時。運動者的年齡、性別和心理活動都會影響內啡肽的水平[9]。Bidari等人對30名肌纖維痛患者和15名健康個體進行研究，發現肌纖維痛患者在訓練較低階段便會達到最大耗氧量，容易產生疲勞，兩組內啡肽水平均降低，但肌纖維痛患者降低更加顯著[10]。

1.2 運動心理疲勞

在運動過程中，由于類腎上腺素的分解速度小于分泌速度，因此容易產生類腎上腺素堆積，而這會對人體心理產生影響，使神經緊張難以恢復到正常水平[11，12]。Halson發現在長時間運動后運動員心理壓力變大，容易產生注意力不集中和認知障礙，導致反應速度下降[13]。Russell等人對17名精英運動員和15名精英運動員工作小組成員進行了9次聚焦討論，得出結論，運動員受到環境和體育的性質影響，會產生心理疲勞，心理疲勞會對競爭和訓練中的運動員帶來負面影響，包括減少動力和激情、情緒起伏大、注意力難以集中、影響技術動作的發揮等[14]。Russell等人認為對于頂尖運動員，身體或者心理很小的變化都會對其運動表現和運動成績產生極大的影響，調節和恢復運動員心理的變化至關重要[15]。

2 經顱直流電刺激及其相關應用

經顱刺激保護簡稱tDCS，能保護腦部結構，使生理心理狀態正常化，保證有效的無藥物麻醉，刺激免疫系統，加速修復過程。經多年臨床實踐證明，這種療法具有一系列積極效應，可合理使用這種方法用于預防和治療多種病理狀況。目前，已將經顱儀使用在治療失語、癲癇、抑郁等患者中，均產生了一定的積極效果。

經顱直流電刺激能夠調節神經元和神經遞質的活性，并影響其在臨床、康復、教育和娛樂環境中對知覺、認知、情感和運動過程的影響，但目前對于其機制只是研究者的假設，即電流通過頭皮、顱骨和硬腦膜傳播并進入皮層組織，使皮層椎體和神經膠質細胞產生亞閾值去極化。

許多研究人員得到了經顱電刺激療法在一些體育運動中成功應用的可靠結果[16，17]。所有積累的科學、實驗和臨床經驗都為經顱電刺激療法在體育運動中更廣闊的使用前景提供可能。

2.1 tDCS對運動生理疲勞消除的作用

蘇聯科學院巴普洛夫生理研究所首次發現了“經顱電刺激選擇性激活內啡肽適應和保護機制”，近30年基于該發現研制了系列產品，并在摔跤、游泳等競技運動領域疲勞恢復中取得一定功效。

列斯卡夫特研究發現，經顱電刺激儀能使運動員在比賽期間對疼痛的敏感度降低，在保持獲勝的動力和對運動負荷的耐力明顯增加的同時，摔跤運動員的情緒也得到了改善，并且這種效果能夠維持1天。此外，還發現電刺激這些大腦結構的效果不僅限于鎮痛，而具有整體穩態用以保護身體免受破壞性因素的影響特點，包括加快傷口愈合、免疫調節等。在動物實驗中，采用既定方案的經顱電刺激療法，促進修復過程，引起明顯的鎮痛，血管舒縮系統和軀體交感反射正常化，抑制植入腫瘤的生長，引起免疫效應，去除實驗性酒精戒斷，增加非特異性抗性。Сеин等人對32名18～29歲系統參加柔道訓練的男性摔跤運動員進行實驗。實驗組在負荷后進行4組經顱微電流刺激療法，每組6min，電流強度從0mA增加到2.3mA。發現實驗組抗傷害感受系統的阿片類機制被激活，血液和腦脊液中內啡肽的量也顯著增加，并且運動員恢復到正常狀態的時間顯著減少，刺激后30min血液學指標基本恢復到基礎值，刺激后60min到90min療效系數持續增長，恢復速度雖然持續下降，但仍然高于未刺激組。因此在運動中使用經顱微電流刺激療法可作為矯正運動員身體功能狀態和緩解情緒壓力的方法之一。Троянов等人發現，由于能快速起效，且無負作用、毒性和過敏性并發癥，經顱電刺激在臨床實踐中被廣泛應用，其能矯正運動員的各項指標，預防和糾正運動員的機能失調導致的功能異常。

2.2 tDCS對運動心理疲勞消除的作用

俄羅斯科學院生物醫學問題研究所對專業自行車運動員進行實驗研究發現，在運動前和運動中使用經顱儀刺激的運動員，在運動時會感覺心理壓力明顯較小，并且相較于未使用的運動員，恢復期各項指標恢復較快，說明疲勞感明顯降低。

維諾拉多夫等人對兩組從事體育運動的年輕人進行實驗發現，刺激組的運動員情緒起伏較小，焦慮情緒減弱，感到更加的輕松、愉悅，對成功的渴望程度較強，并且運動成績較好。經顱微電流刺激有助于消除焦慮，加速運動后恢復心率。

3 結語

從前人研究可以發現，目前疲勞的相關學說有能量物質“衰竭”學說、代謝產物堆積學說、內穩態失調學說等。其中內啡肽不僅影響運動員的生理疲勞，還影響了運動員的心理疲勞，而間接導致了運動員運動表現下降。經顱電刺激儀已廣泛應用于病理學實驗并廣泛使用于臨床疾病中，如癲癇、阿茲海默癥、腦卒等，并且都產生積極效果，將這一儀器應用到運動疲勞消除領域，發現在中等強度電流刺激后30min能使血液指標更快恢復到初始狀態，尤其內啡肽水平逐漸上升，生理、心理、運動表現都更快恢復到初始狀態，消除了運動員的運動疲勞。