探討加壓血流限制結合運動對肌肉相關指標的影響

穆榮榮

(北京京北職業技術學院 北京 101400)

肌肉力量和肌肉耐力是健康體適能的組成部分，美國運動醫學學會（ACSM）將肌肉力量、肌肉耐力和肌肉做功能力統稱為“肌肉適能”［1］。良好的肌肉適能是機體維持生存和完成日常活動能力的重要因素。特別是對于運動員人群和老年人群，肌肉適能的質量顯得尤為重要。

加壓訓練（Kaatsu Training）也稱為血流限制性訓練（Blood Flow Restriction Training），是指通過加壓裝置對肢體近端適度壓迫，限制血流量，造成肢體遠端相對缺血，同時配合進行較小強度的運動的一種高關注度的訓練方法［2-4］。大量研究表明，通過加壓或血流限制結合運動的干預，能夠使骨骼肌產生一系列的適應性變化，從而刺激肌肉生長，提高肌肉適能［2-6］。

加壓或血流限制結合運動，因其具有多樣的運動形式、較小的運動強度、較低的運動風險、較高的訓練效率、易于操作和相對安全的特點［2，4，6］，在運動健身、輔助訓練、老年康復等領域有著較好的應用價值［2，6，7］。在以上領域，國外研究較為成熟，國內目前正處于快速發展階段，并且在競技體育對訓練方法與手段要求愈發精細有效的大背景下，對新型訓練方法的需求則顯得越來越迫切。基于此，該研究針對加壓或血流限制結合有氧運動和抗阻運動干預，對人體肌肉力量和肌肉體積相關指標進行定量分析與評價，以明確加壓或血流限制結合有氧運動和抗阻運動對人體肌肉力量、肌肉體積相關指標的影響，并根據現有國內研究的現狀，針對性地為后續相關研究提出建議，為加壓血流限制訓練的更好應用提供理論參考。

1 研究方法

1.1 文獻檢索

由于加壓訓練又被稱為血流限制訓練，為了最大限度地檢索到相關性文獻，在檢索過程中，選取以下關鍵詞進行檢索。以“Kaatsu Training”和“Blood Flow Restriction Training”“Kaatsu Training and Muscle”和“Blood Flow Restriction Training and Muscle”作為關鍵詞，在外文數據庫PubMed、Web of Science、EBSCO、Embase 中進行檢索。選取關鍵詞“加壓訓練”和“加壓訓練與肌肉”在中文數據庫中國知網、維普數據庫中進行檢索。之后根據每個數據庫的檢索要求與特點的不同，采用不同的檢索元設置：PubMed 數據庫采用的是檢索關鍵詞的全領域檢索（All Fields）；Web of Science數據庫采用的是主題與主題的關鍵詞的檢索方式；EBSCO 數據庫采用的是全文檢索（Tx All Text）方式；Embase數據庫采用的是全文檢索（All Fields）。在中國知網和維普數據庫中分別進行全文檢索，從而檢索相關的中文文獻。此外，根據以上檢索結果中的相關文獻的參考文獻進行二次檢索，從而最大程度獲取相關文獻。

1.2 文獻篩選以及納入標準

文獻納入標準：（1）已在學術數據庫中或學術期刊中出版的期刊全文；（2）中文和英文文獻；（3）加壓或血流限制結合有氧運動和抗阻運動與肌肉相關指標的隨機對照類研究。具體的文獻納入標準，如表1所示。

表1 文獻納入標準

1.3 納入文獻的數據提取與評價

經檢索與篩查后，針對該文納入評價和分析的文獻，主要根據PICOS 原則進行數據的提取和分析［8，9］。P 表示研究對象的基本信息，I 表示研究中的研究干預方案，C表示對照設計，O表示研究的主要結果部分（包括測量的主要指標、指標的變化情況），S表示研究設計的類型。對納入文獻的等級評估，該文采用牛津大學循證醫學中心2011 版臨床報告證據等級表（OCEBM）進行［10］。采用Review Manager 5.3進行數據處理，原始數據從文獻中提取，利用加壓血流限制組和對照組的各指標干預前的均數減去干預后均數的差值，定為該組干預前后差值的均數，標準差根據Cochrane 手冊［11］提供的方法進行估算。研究納入的數據均為連續性數據，因此，加壓血流限制組和對照組干預前后變化值的差值以加權均數差及95%CI 表示。根據x2檢驗及I2檢驗判斷各研究間的異質性，若P≥0.1，I2＜50%，則采用固定效應模型，反之則采用隨機效應模型；若異質性較大則進行亞組分析或敏感性分析。

2 結果

2.1 文獻檢索及納入結果

文獻篩選過程：（1）根據先前制定的文獻檢索策略對各數據庫進行檢索，篩查關鍵詞，并對標題進行初步篩選；（2）之后根據納入標準，對文章類型不符合文獻進行剔除；（3）篩選后剔除重復文獻；（4）剩余文獻全文閱讀后，對不符合納入標準的文獻進行剔除（剔除原因包括：會議類研究，無有效數據，實驗研究設計與指標不符），并對符合納入標準文獻后的參考文獻進行手動檢索，補充7篇文獻至納入文獻，確定納入18篇文獻。

2.2 納入文獻的基本信息與評價及文獻研究結果報告

該研究所納入的18 篇文獻資料均為期刊全文。有7篇文獻是加壓或血流限制結合有氧運動對肌肉相關指標的研究［12-18］。有11 篇文獻是加壓或血流限制結合抗阻運動對肌肉相關指標的研究［19-29］。從該研究的評價結果來看，選取的文獻資料都為隨機對照干預研究，循證等級屬于第二等級。納入文獻中干預手段為加壓或血流限制結合有氧運動和抗阻運動，研究對象為人體，所選取的指標與人體肌肉力量與肌肉體積具有高度相關性，其研究方法具有一定的科學性與客觀性，研究結果具有較強的數據理論依據與實踐參考價值，符合該研究的文獻納入標準。

2.3 加壓或血流限制結合有氧運動對機體肌肉相關指標的影響

3 篇文獻評估干預前后受試者股四頭肌肌肉體積的變化［13，14，17］，其中BFR 組28 例，CON 組27 例。選擇隨機效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在提高受試者股四頭肌肌肉體積方面優于CON組（MD=-56.97，95%CI：-100.89～-13.05，P=0.01），如圖1所示。

圖1 BFR結合有氧運動對股四頭肌肌肉體積的影響Meta分析結果

3 篇文獻報道干預前后受試者大腿肌肉體積的變化［13，15，17］，其中BFR 組28 例，CON 組26 例。選擇隨機效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在提高受試者大腿肌肉體積方面優于CON 組（MD=-108.65，95%CI：-178.03～-39.27，P＜0.01），如圖2所示。

圖2 BFR結合有氧運動對大腿肌肉體積的影響Meta分析結果

2 篇文獻評估干預前后受試者伸膝力量的變化［12，17］，其中BFR 組22 例，CON 組20 例。選擇隨機效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在增強受試者伸膝力量方面優于CON 組（MD=-8.59，95%CI：-14.42～-2.77，P＜0.01），如圖3所示。

圖3 BFR結合有氧運動對伸膝力量的影響Meta分析結果

2篇文獻評估干預前后對受試者屈膝力矩（30°/S）和（180°/S）的影響［13，16］，其中BFR 組21 例，CON 組16例。選擇隨機效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在增強受試者在30°/S屈膝力矩方面優于CON組（MD=-9.05，95%CI：-11.00～-7.09，P＜0.01）。

BFR組在增強受試者在180°/S屈膝力矩方面優于CON 組（MD=-7.06，95%CI：-9.02～-5.11，P＜0.01），如圖4所示。通過逐篇去除文獻，進行敏感性分析，結果未發生改變。該研究所納入的加壓血流限制結合有氧運動對機體肌肉相關指標的7 篇文獻，漏斗圖基本對稱，顯示無明顯發表偏倚。

圖4 BFR結合有氧運動對屈膝力矩（30°/S）（180°/S）的影響Meta分析結果

2.4 加壓或血流限制結合抗阻運動對機體肌肉相關指標的影響

2篇文獻報道干預前后，受試者大腿中部肌肉圍度的變化［26，27］，其中BFR 組19 例，CON 組20 例。選擇固定效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在提高受試者大腿中部肌肉圍度方面優于CON 組（MD=-0.80，95%CI：-0.99～-0.62，P＜0.01），如圖5所示。

圖5 BFR結合抗阻運動對大腿中部肌肉圍度的影響Meta分析結果

3 篇文獻評估干預前后受試者屈關節肌肉橫截面積的變化［19，22，25］，其中BFR 組23 例，CON 組22 例。選擇隨機效應模型進行分析。結果顯示：BFR 組在提高受試者屈關節肌肉橫截面積方面優于CON 組（MD=-2.74，95%CI：-4.59～-0.89，P＜0.01），如圖6所示。

圖6 BFR結合抗阻運動對屈關節肌肉橫截面積的影響Meta分析結果

3 篇文獻評估干預前后受試者伸膝1 次最大重復力量的變化［19，24，25］，其中BFR 組22 例，CON 組21 例。選擇固定效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在提高受試者伸膝1次最大重復力量方面優于CON組（MD=-9.89，95%CI：-11.73～-8.05，P＜0.01），如圖7所示。

圖7 BFR結合抗阻運動對伸膝1次最大重復力量的影響Meta分析結果

2篇文獻評估干預前后對受試者的影響［28，29］，其中BFR組17例，CON組17例。選擇隨機效應模型進行分析。結果顯示，BFR 組在增強受試者右膝屈曲等速肌力方面優于CON 組（MD=-7.12，95%CI：-8.94～-5.30，P＜0.01）。

BFR組在增強受試者左膝伸展等速肌力方面優于CON 組（MD=-22.10，95%CI：-29.20～-15.00，P＜0.01），如圖8所示。通過逐篇去除文獻，進行敏感性分析，結果未發生改變。該研究所納入的加壓血流限制結合有氧運動對機體肌肉相關指標的11篇文獻，漏斗圖基本對稱，顯示無明顯發表偏倚。

圖8 BFR結合抗阻運動對右膝屈曲、左膝伸展肌力的影響Meta分析結果

3 討論與分析

該研究共納入7篇加壓或血流限制結合有氧運動的研究，其中6 篇采用的是跑步機行走的運動方式，1篇采用的是蹬騎功率自行車的運動方式，都涉及測量有關下肢肌肉的相關指標。Meta 分析結果顯示，通過3～10 周，每次10～20min 的加壓或血流限制（壓力范圍為120～230mmHg）結合有氧步行運動，與對照組相比，能夠有效提高受試者的股四頭肌肌肉體積和大腿肌肉體積。通過6～10周，每次15～20min的加壓或血流限制（壓力范圍為140～210mmHg），結合有氧步行運動和蹬騎自行車運動，與對照組相比，能夠有效增強受試者的伸膝力量與在30°和180°的屈膝力矩。

該研究共納入11 篇加壓或血流限制結合抗阻運動的研究，其中4 篇采用的是上肢和下肢抗阻力運動相結合的方式，5篇采用的是下肢抗阻力的運動方式，2篇采用的是上肢抗阻力的運動方式，其中都涉及測量有關肌肉的相關指標。Meta 分析結果顯示，通過12周，每周2 次的加壓或血流限制（壓力范圍為120～270 mmHg），結合下肢抗阻運動，與對照組相比，有效增強了受試者的大腿中部肌肉圍度。通過10～12周，每周2次的加壓或血流限制（壓力范圍為120～270mmHg），結合上下肢的抗阻運動，有效提高受試者的屈關節肌肉的橫截面積。通過6～12 周，每周2 次的加壓或血流限制（壓力范圍為120～270mmHg），結合下肢的抗阻運動，能夠有效增強受試者的伸膝1次的最大重復力量。通過4～8 周，每周3 次的加壓或血流限制（壓力范圍為200mmHg），結合下肢的抗阻運動，能夠有效增強受試者的右側屈膝、左側伸膝等速力量。

研究認為，骨骼肌體積的變化是由于肌肉肥大而不是細胞外組織液體含量的變化［30-32］。加壓或血流限制結合運動造成肌肉體積的肥大和肌肉力量增加的原因，可能包括以下幾點。（1）脈池效應。加壓限制了靜脈血流量，造成肢體遠端出現靜脈池效應，進而誘導細胞出現急性腫脹，致使蛋白質分解代謝受到抑制，合成代謝增加，促進蛋白質平衡的凈增加，并隨后增加了肌肉的合成代謝反應，促進了肌肉體積的增大［16，31，32］。（2）合成通路影響。加壓血流限制結合運動激活雷帕霉素靶蛋白（mTOR）和腺苷酸激活蛋白激酶（AMPK）等信號通路，增強了肌肉合成信號，通過上調多種肌肉生長因子與蛋白，促進了骨骼肌中肌細胞的增加與快速生長，促進蛋白質合成，增加了肌纖維體積［16，18，31，32］。（3）代謝激素分泌。加壓血流限制結合運動促進了循環合成代謝激素如睪酮、生長激素、胰島素樣生長因子-1 的增加以及肌肉生長抑制素的降低，其可能會引起肌肉肥大［24-31］。（4）纖維募集方面。加壓血流限制結合運動適當增加了肌肉的代謝水平，引起肌肉內部的缺血缺氧與代謝變化。乳酸的積累從而抑制慢肌纖維，并且動員大量額外的快肌纖維，肌纖維募集能力增強，能夠動員和募集更多的肌纖維參與工作，增強肌肉體積與肌肉力量［23-26］。不同的有氧和抗阻運動方式，運動強度、運動時間、鍛煉部位的差異都可能會導致作用效果的變化，還需要區別對待，精細控制。并且需要進一步從細胞和骨骼肌適應的分子機制、有關線粒體的變化、毛細血管密度的改變和肌肉酶的活化等角度進行研究，以闡明加壓或血流限制結合有氧運動和抗阻運動對肌肉相關指標產生不同作用的可能相關機制［31-34］。

目前，國內關于加壓或血流限制結合運動的研究正處于快速發展階段，結合當前的研究現狀，之后的研究可考慮在以下幾個方面進行更加詳細深入的探討。（1）加壓壓力。納入研究顯示在加壓結合有氧運動中壓力可為120～230mmHg，結合抗阻運動中的壓力為120～270mmHg，但由于加壓壓力的選擇受到使用人群年齡、血流限制部位、肌肉大小，運動水平、運動專項等因素的影響，還需要更多的研究對加壓壓力的使用情況和特點進行綜合概述。（2）運動方式。現有的研究基本都是以單一的運動方式結合加壓或血流限制，很少有研究同時將有氧運動與抗阻運動相結合，或是多種運動方式相結合，建議可考慮設計多種運動方式結合加壓或血流限制，了解其對機體上肢和下肢肌肉可能帶來的影響與作用。（3）運動負荷。加壓結合有氧運動的負荷一般可在40%VO2max或者心率儲備以上，加壓結合抗阻運動負荷重量常規設定為20%～40%1RM/MVC（僅一次舉起的最大重量/最大自主收縮力量）。但具體不同人群和不同運動項目的加壓運動負荷，還需要根據運動目的與運動階段進行調整。（4）運動周期；現有研究基本都是固定的運動方案周期（以中長期的慢性運動為主），干預周期相對較長，對于結合一次急性運動，或間歇急性運動和間歇慢性運動結合加壓或血流限制的實驗研究并不太多。建議可考慮綜合不同周期的運動模式，從而更好地觀察不同運動周期的不同作用，尤其是了解在比賽之前急性加壓訓練可能帶來的效果與作用［31，34，35］。（5）評價指標。現研究多以肌肉圍度、體積、力量等指標說明問題，針對其相關的專項運動能力指標，分子通路指標與形態結構指標的研究并不多，建議可考慮在條件允許可實現的前提下，可測量與專項運動能力相關的指標，進行肌肉活檢，進行動物實驗測量其相關分子通路指標，從而能夠更加全面系統地深入了解其作用機制。（6）測量時間。在評價加壓或血流限制結合運動的作用效果上，指標測量的時間點基本都是以干預前和干預后為主，對于干預后一段時間內指標時序性變化特點的研究并不多，為了更好地了解加壓或血流限制結合運動的長久效果與持續作用，建議后續實驗研究在測量指標的時間點選取上保持一致，為后續的循證醫學研究提供便利，并可考慮增加干預后指標的測量時間點（如運動后1～96h 等時間點），從而更好地跟進了解其相應的訓練效果與變化。（7）安全評價。運動結合加壓血流限制并不是適合所有人，盲目參與將會帶來相應的風險，需要經過仔細的安全性評估與風險篩除后才能參與。并且，不當的加壓訓練方案與加壓壓力選擇都會加大參與風險，建議后續的研究可考慮針對加壓或血流限制結合運動的安全性運用過程，進行更加詳細的描述，從而有效地防范相關風險［35-37］。

4 結語

根據現有的文獻資料研究，該研究可以得出如下結論：（1）系統的加壓或血流限制結合，有氧運動和抗阻運動能夠有效增強肌肉體積與圍度，優化增強肌肉力量；（2）后續的加壓或血流限制結合運動的相關研究可以在壓力、方式、負荷、周期、指標、時間、安全評價方面進行更為詳細的探討。

由于個體狀態、運動專項，加壓方法中各變量的不同，使加壓或血流限制結合運動應用時的效果存在差異。因此，該領域后續的研究可考慮針對不同年齡、不同身體條件和不同運動專項的人群進行加壓或血流限制，結合運動的不同實驗干預研究，同時針對其應用過程中個體的適宜加壓壓力和加壓長度、寬度，選擇等變量進行相應探討。在此基礎上，需要進行更多高質量、大樣本、多指標、設計嚴謹的隨機對照實驗研究，從而為加壓或血流限制，結合運動干預對機體的作用效果，提供更為準確的循證醫學參考與依據。