低强度抗阻运动中不同程度的血流限制对血清生长激素和睾酮分泌量的影响

李卓倩，魏文哲，赵之光，孙 科，高 伟，肖卓威

加压训练是由日本医学博士佐藤义昭发明的新型训练方法，由于其训练方式与效果的优越性，受到业界瞩目。所谓加压训练，是指使用专业的加压绑带，对上肢或下肢的近心端施加一定的压力，使局部血液循环受到适度控制，并在这种状态下进行低强度运动的方法。在血液循环受限的情况下进行运动，会使运动代谢产生的致疲劳物质因无法顺利排出而在肢体内大量积累，甚至有时还会远远超过大负荷训练时的局部浓度，而这会强烈刺激该部位运动组织周边的感受器，使机体产生相应的应激反应（Takada et al.，2012a），造成有利于身体再生的生长激素、睾酮、胰岛素样生长因子等合成代谢激素大量分泌，促进肌肉增长（魏佳 等，2019b；De Vol et al.，1990）。

虽然加压训练提高肌肉力量和耐力的效果已被证明（Kim et al.，2016； Hernandez et al.，2013；Kacin et al.，2011；Laurentino et al.，2008；Ozaki et al 2017；Sakamaki et al 2011），但由于人们对加压训练的研究时间相对较短，目前亟待解决的问题依然较多。其中，在低负荷抗阻运动中，不同程度的血流限制对生长激素等与肌肉合成密切相关的因素产生何种影响，就是目前亟需解决的一个重要问题。

为此，本研究以健康普通人为实验对象，采用气压式专业血流限制绑带，观察了在不同气压阻力下进行低强度抗阻运动前后，血清生长激素、血清睾酮等与增肌效果密切相关的合成类激素指标的变化。

1 研究方法

1.1 实验对象

实验对象为10名普通健康成年男性，年龄为28.7±7.1岁，身高为174.6±2.9 cm，体重为69.8±6.4 kg，体脂百分比为14.0±5.1%。所有实验对象均有力量训练经验，能够完成实验中的各项动作。

1.2 实验方法

在间隔72 h以上的同一时间点，进行4次不同压力的加压训练，并观察运动血液生化指标、主观疲劳度（RPE）和上肢围度变化。具体方法如下：

1） 加压带捆绑部位：上肢和下肢分别采用3 cm宽和5 cm宽的专用加压绑带（KAATSUMASTER，日本）。上肢加压带捆绑于上臂上1/3处，并与上臂纵轴垂直，下肢加压带捆绑于大腿中上1/3处，并与大腿纵轴垂直。

2） 加压带捆绑压力：在本研究的4次实验中，采用的上肢的捆绑压均为30 mmHg，下肢的捆绑压均为40 mmHg。

3） 加压带充气压力：对照组：上肢0 mmH/下肢0 mmHg；低压组：上肢100 mmHg/下肢140 mmHg；中压组：上肢140 mmHg/下肢180 mmHg；高压组：上肢180 mmHg/下肢220 mmHg。

4） 运动方式：在30% 1RM负荷下，分别进行4组杠铃深蹲、哑铃屈臂和哑铃伸臂运动。每组要求尽力完成30次，如无法完成则做到力竭为止。每组动作之间间歇1 min，不同动作之间间歇2 min。最大力量（1RM）的测试方式，参照了《ACSM运动测试与运动处方指南第九版》（Franklin et al.，2000）。

5） 主观疲劳度测试：在所有运动后即刻，采用RPE量表对实验对象进行测试。

6） 在运动后第2 min取指血，测血乳酸浓度（Lactate Scout血乳酸仪，德国）。

7） 上臂围测试：在实验前2 min及上肢实验结束后第3 min，使用围度皮尺分别进行上臂放松围测试，测试部位为上臂前侧肌肉最隆起部位。

8） 静脉血指标测试：在运动前30 min和运动后15 min取肘静脉血，测量血清生长激素、睾酮浓度（Beckman ACCESS 2全自动化学发光免疫分析仪，美国）。

1.3 统计分析

本研究的所有数据采用SPSS 21.0处理，数据结果用平均值±标准差表示。用t检验和单因素方差分析法，分别对各组训练前后的数据、对照组和实验组的数据进行显著性差异分析，显著性差异水平P取0.05。

2 研究结果

2.1 不同气压压力下完成的负荷情况

表1是所有受试者深蹲、屈臂、伸臂的1RM值平均值和30% 1RM平均值。

表2是不同气压下完成的动作次数。可以看出，与未进行加压的对照组相比，3种加压条件下完成的动作次数显著下降。而比较3种加压条件下的完成次数，高压组显著低于低压组和中压组（P＜0.05），而低压组和中压组之间没有出现显著性差异。

2.2 不同气压压力下运动后血乳酸值与主观疲劳度

表3是不同气压压力下完成所有运动后的血乳酸值和主观疲劳度（RPE）。从运动结束后的血乳酸来看，虽然完成的负荷与对照组相比显著下降，但各组之间并无显著的差异。而从主观疲劳度来看，3个加压组均显著高于对照组；3个加压组之间，高压组显著高于低压组和中压组（P＜0.05），而低压组和中压组之间则无显著性差异（P＞0.05）。

表3 不同气压压力下完成所有训练后第2 min的血乳酸值和主观疲劳度Table 3 Blood Lactate Level and Subjective Fatigue at the Second Minute after Completion of all Training under Different Pressures

2.3 不同气压压力下运动后上臂围度的变化

表4显示的是运动前后上肢放松围的比较。可以看出，4组的运动后放松围均显著高于运动前（P＜0.001），而从增长幅度来看，依次为中压组＞低压组＞高压组＞对照组。其中，3个加压组的围度增长幅度均显著高于对照组（P＜0.001）；3个加压组之间，低压组和中压组显著高于高压组（P＜0.05），而低压组和中压组之间则无显著性差异。

表4 不同气压压力下运动前后肌肉放松围的变化Table 4 Changes of Muscle Relaxation Circumference before and after Exercise under Different Pressures

2.4 不同气压压力下运动后生长激素的变化

表5是不同压力下运动前后生长激素浓度比较。从测试结果来看，4组的生长激素浓度在运动后均显著增加（P＜0.001）。而比较4组组间生长激素浓度变化幅度的差异，3个加压组的变化幅度显著大于对照组（P＜0.05），且低压组和中压组显著高于高压组（P＜0.05），而低压组和中压组之间则无显著性差异。

2.5 不同气压压力下运动后血睾酮浓度的变化

表6是不同压力下训练前后血清睾酮浓度的比较。从测试结果来看，对照组在训练前后无显著变化，而3个加压组的血睾酮浓度在训练后均显著上升。而比较4组间血睾酮浓度变化幅度的差异，3个加压组的变化幅度显著大于对照组（P＜0.05），而比较3个加压组的变化幅度，高压组的变化幅度最小，但相互间均无显著性差异。

表5 不同气压压力下运动前后血清生长激素浓度变化Table 5 Changes of Serum Auxin Concentration before and after Exercise under Different Pressures

表6 不同气压压力下运动前后血清睾酮浓度变化Table 6 Changes of Serum Testosterone Concentration before and after Exercise under Different Pressures

3 分析与讨论

生长激素在人体多种器官及系统中都承担着重要的生物学作用，直接参与人体的生长以及肌肉的合成，且运动后生长激素的应激性增加与肌纤维的增粗程度高度相关（De Vol et al.，1990）。而睾酮是雄性激素中的一种，属于类固醇激素。它除了能调节性腺功能外，还能够加速体内合成代谢，刺激组织摄取氨基酸，促进蛋白质和核酸的合成，加速肌纤维生长。因此，在进行以增肌为目的抗阻运动时，生长激素、睾酮等合成类激素的分泌量会影响肌肉的合成速度（李志远 等，2019）。

本研究中，在加压条件下，无论是肿胀效应还是生长激素、血清睾酮等激素的分泌量均显著高于不加压条件，与先行研究一致（Felsing et al.，1992；Madarame et al.，2010；Patterson et al 2013；Takarada et al.，2000；Takano et al.，2005；Tanimoto et al 2005）。而比较3种加压条件下的差异，除主观疲劳度随气压压力的增加而增大外，其他指标并没有随气压压力的增加而持续增大的现象。从生长激素的浓度排序来看，依次为中压组＞低压组＞高压组＞对照组，且低压组和中压组的运动后生长激素浓度显著高于高压组（P＜0.05）。而从血睾酮浓度来看，也与生长激素变化类似，依次为中压组＞低压组＞高压组＞对照组，只是高压组、低压组、中压组之间并没有出现显著性差异。而上述变化提示，在进行某一低强度加压训练时，限制血流的加压压力可能并非越大越好。

已有研究表明，运动引起的激素和代谢反应与运动之间并非简单的线性关系。一般情况下，它们的分泌量虽然在一定范围内随着运动负荷的增加而增加，但是其前提条件是运动负荷必须达到或超过一定的强度（超过无氧阈）和量（超过数分钟）时才开始发生变化。而作为刺激生长激素、睾酮等激素的要素之一，ATP分解而来的磷酸，磷酸肌酸储备的下降幅度，以及糖酵解产生的乳酸（主要是H＋）的堆积起着非常关键的作用（魏文哲 等，2019；Eliakim et al.，2000；Loenneke et al.，2014；Smith et al.，1995）。而这些因素又是由抗阻重量、完成动作数量和血流的限制程度来决定。

在本研究中，受试者在30%1RM的负荷重量和不同程度的血流限制气压压力下，分别进行了4组深蹲运动、屈臂运动和伸臂运动。在动作数量上，每组动作均被要求尽力完成30次，而如果无法完成，则做到力竭为止。从受试者在不同气压压力下的完成情况来看，与对照组相比，在3种加压条件下的完成数量显著下降。而比较3个加压组之间的差异，压力最大的高压组完成数量显著低于低压组和中压组，而低压组和中压组之间则无显著差异。

在增肌训练过程中影响动作次数的主要因素是疲劳，而产生疲劳的主要原因是磷酸、乳酸等代谢产物的堆积和神经受到压迫导致的疼痛。从本研究的运动后血乳酸来看，平均值均在8～10 mmol/L之间，远超过4 mmol/L的无氧阈值，说明肌乳酸积累较高，均达到了产生疲劳的程度。但在4组间，血乳酸并未出现显著差异，而生长激素和血睾酮的升高幅度却出现了显著差异，与先行研究（Takada et al.，2012a）并不一致。究其原因，这可能与加压限制血流造成的乳酸运输与分解利用速度发生改变，造成血乳酸无法准确反应肌乳酸的变化有关。

一般情况下，血液循环正常时，乳酸由快肌产生，并由其细胞膜上的乳酸输送载体MCT4输送到血液中，再随血液循环运输到心肌和慢肌纤维附近，由其细胞膜上的乳酸输送载体MCT1载入细胞内分解利用（宮村実晴，2015）。而在本研究中，有3次运动是在加压条件下进行的。在加压条件下，由于静脉血回流受到限制，因此，无论是在运动中，还是在运动间歇期，肌肉所产生乳酸的运输及再分解均会发生困难。而在加压运动结束后，解除限制血液循环的加压带，再采集指血血乳酸时，由于被加压部位的血乳酸快速被非加压部位的血液所稀释，因此，这时通过指血血乳酸只能了解全体血液内乳酸浓度的概况，而无法准确掌握肌肉中的乳酸浓度。而若要更好地了解肌肉中的乳酸浓度，与指血血乳酸相比，运动前后的肌肉围度变化可能是更好的观察指标。

力量练习后，经常会出现短时间内肌肉肿胀的现象。这主要是由于运动产生的磷酸、乳酸等代谢产物在肌肉中出现堆积时，根据渗透压的作用，血浆中的水分会进入肌肉内对其进行稀释，从而使肌肉呈现肿胀状态，表现为运动后肢体围度增大（盛菁菁 等，2019）。也就是说，磷酸、乳酸等代谢产物越多，肌肉肿胀程度就会越明显（Smith et al.，1995）。在本研究中，没有加压的对照组在运动后的上臂放松围平均仅提高0.7 cm（2.4%），说明肌肉产生的磷酸、乳酸等代谢产物虽然产生较多，但能够被及时转运出去，而在肌肉中的积累量相对较少。而3种加压运动后的上臂放松围增加幅度分别为6.30%、7.4%和4.9%，增加量均达到对照组的2倍以上，同样对下肢肌肉的影响也是一样（吴旸 等，2019），说明相对于不加压，加压训练时肌肉内堆积的磷酸、乳酸等代谢产物浓度更高（Abe et al.，2006；；Krustrup et al.，2009；Takarada et al.，2000；Yasuda et al.，2011）。但是，在3种加压条件下，肿胀效应并没有出现随压力持续增高的现象，而是在压力较大时（上肢180 mmHg/下肢220 mmHg的高压组）出现了转折，肿胀程度显著低于低压组和中压组。

与Cook等（2007）以及Karabulut等（2010）的研究表明，在加压训练时，主观疲劳度随压力的增加而增大。而在本研究中，也出现了主观疲劳度随限制血流压力的增加而增高的现象。一般情况下，加压带的捆绑部位均在四肢根部（魏佳 等，2019a），这是因为，这些位置的大动脉和静脉距离皮表较近，加压时比较容易控制血流。但同时，这些部位也有大的神经通过，因而在加压带压力较大时，会压迫这些部位的神经，引发疼痛，进而使完成负荷的数量下降。而完成数量的下降，则会使磷酸、乳酸等代谢产物的数量减少，并使肌肉围度（肿胀效应）的增加幅度下降（赵之光等，2019）。

Takada等（2012b）的研究结果表明，ATP分解而来的磷酸，磷酸肌酸储备的下降幅度越大，以及糖酵解产生的乳酸（主要是H＋）的堆积越多，代谢应激越大，增肌效果越好。而Takada等（2012a）的研究结果表明，在加压条件下，代谢应激主要跟完成的总工作量有关，而不是压力大小。

也就是说，在肢体近心端适度加压限制血流，虽然可以使磷酸、乳酸等代谢产物大量堆积，创造刺激肌肉增长的良好环境，但如果限制血流的加压带压力过大，就会因压迫其下方的神经而引发疼痛，造成疲劳过早出现和完成总功减少，并减少磷酸肌酸储备的下降幅度和糖酵解产生的乳酸（主要是H＋）的堆积程度，进而减少生长激素、睾酮等合成类激素的分泌量，影响增肌效果（孙科 等，2019）。

4 结论

在以普通健康成年人为研究对象的低强度抗阻加压运动中，上肢压力为100～140 mmHg，下肢压力为140～180 mmHg的血流限制条件下，肌肉肿胀效应更加显著，生长激素、血睾酮等与增肌效果密切相关的合成类激素指标显著增加，同时疲劳感相对较小。