紧身运动装备在运动领域的作用研究进展
2021-08-06徐加豪张保国王小迪
徐加豪 张保国 王小迪
山东理工大学体育学院（山东淄博255000）
紧身装备是一种含弹性纤维和纱线的特殊服装，用于在需要的身体部位表面施加机械压力，以稳定、压缩和支撑深层组织[1]，包括长袜、绷带、袖子、手套、紧身衣和面罩等，在医学、运动和塑形等领域得到广泛研究和 应 用[2]。本 文 以“compression garment”、“compres⁃sion stocking”、“compression clothing”、“compression tights”、“compression sock”等为关键词，在PubMed、EBSCO 数据库检索外文文献；以“紧身装备”、“紧身衣”、“压缩服”等为关键词在中国知网期刊数据库检索中文文献，通过题目和摘要内容排除不相关文献。本文对紧身运动装备的压力和紧身装备对肌肉功能、心血管系统、运动表现、大脑活动及心理因素等方面的作用及机制进行梳理，为后续研究提供借鉴。
1 紧身运动装备的最佳压力及不同压力的效果差异
紧身运动装备所施加的压力是评价治疗效果、舒适性、健康性和安全性的重要指标。压力不足会限制疗效，而过高的压力会让人感到不舒服，导致麻木甚至呼吸困难，严重损害健康[3]。
1.1 紧身运动装备的最佳压力研究
有学者对安全有效的最佳压力进行了研究，Den⁃ton[4]根据受试者个体和身体部位的不同，确定不适的压力阈值约为5.88～9.80 kPa（44.1～73.5 mmHg）；正常情况下的压力舒适区为1.96～3.92 kPa （14.7～29.4 mmHg）。Beliard等[5]发现紧身装备压力范围非常大，踝关节是1～34 mmHg，小腿是8～27 mmHg。有研究[6]使用的压力等级（小腿周长最大处）是低压力15 mmHg、中等压力21 mmHg 和高压力25 mmHg。Bringaed 等[7]发现不同服装的压力有显著差异，加压紧身裤>Lycra（R）弹力紧身裤>短裤。Morooka 等[8]发现，对于躯干部位，施加低于7.5 mmHg压力值的泳衣更有助于提高静脉泵的工作效率；而对于肩部和腹股沟区域，高压力会抑制皮肤血液流向外周并减慢运动后的血压恢复。许黛芳等[9]认为，如果胸部舒适阈值超过1.15 kPa，腰部舒适阈值超过0.37 kPa，腹部舒适阈值超过0.57 kPa，则会影响泳装的穿着舒适性。
1.2 不同压力紧身运动装备的效果比较
综合来看，中等压力紧身装备在运动领域的积极作用效果最佳。Mizuno等[10]发现15 mmHg的中等压力紧身衣效果最佳，Struhár等[6]也发现中等压力紧身衣在提高跑步性能和减少肌肉酸痛方面有明显的有利趋势。而Hill等[11]发现，高压力紧身装备能显著提高最大自主收缩和跳深高度恢复率。Ali 等[12]发现，高压压缩袜组比低压压缩袜和对照组的压力值更大，更易诱发疼痛，更不舒适。陈金鳌等[13]发现，在大强度踏蹬运动后期，外加中度紧身压迫与外加高度紧身压迫对股内侧肌的作用相似，均有积极影响；而外加高度紧身压迫会加速肌肉疲劳的发展进程。Ali等[14]发现，低压力、中等压力和高压力压缩袜对10 km 跑时间无影响，但低压力和中等压力压缩袜在10 km跑后能更好地维持腿部力量，且运动员认为低压力压缩袜最舒适。
2 紧身运动装备在运动领域的作用及机制
2.1 紧身运动装备对肌肉功能的影响（见表1）
表1 紧身运动装备对肌肉功能的影响
（续表1）
（续表1）
（续表1）
（续表1）
目前，国内外针对紧身装备对肌肉功能影响方面的研究成果较多。综合来看，紧身装备的积极影响主要体现在减少肌肉酸痛程度、提高肌肉力量或功率、减少运动时肌力损失、促进运动后肌力恢复、减少肌肉横向震荡、提高本体感觉等方面。
2.1.1 减少延迟性肌肉酸痛程度
Berry 等[15]发现穿紧身衣进行大强度运动后，下肢血乳酸浓度减小，有助于运动疲劳的消除。此后，诸多学者对此进行了探讨[16，17]。多数观点认为，紧身运动装备可明显减少肌肉酸痛程度[6，16，18-26]，降低运动后血清肌酸激酶的升高幅度[16，17，20，25]，从而促进疲劳消除。观察部位中，既有上肢的肘屈肌[18]，又有下肢的膝伸肌[19]；研究对象中，既有橄榄球运动员等专业运动员[20，26，27]，又有普通健康志愿者[13，16，18]；研究方法中，既有与饮用低能量加糖饮料的对照研究[20]，又有基于文献的荟萃分析[22]。
也有研究发现，紧身运动装备对延迟性肌肉酸痛的消除并无积极作用[11，27-30]，如两次剧烈运动间穿4 h全身紧身衣不能减轻肌肉酸痛程度和主观感觉等级评分[28]；持续穿紧身装备对肌肉酸痛和损伤严重程度均无显著影响，尽管在调节肌肉硬度方面其可能发挥重要作用[29]。穿小腿压缩服的超级马拉松运动员的肌肉疼痛评分反而更差[31]。
2.1.2 提高肌肉力量或功率
目前多数观点认为，紧身运动装备可以提高运动时的肌肉力量[23，32，33]或输出功率[13，16，23，32-37]。Jakeman 等[23]发现，在10 组10 次的增强式跳深练习之后，穿着紧身袜的运动员在24 h、48 h和72 h后的膝伸肌等动肌力相比对照组显著增加。Kraemer 等[32]发现，穿正常号紧身裤组大学生排球运动员连续10次反向跳时，其平均力量和功率输出大于对照组，但最大力量和功率输出无显著差异；其团队的另一研究[33]也发现平均力量和功率输出增加，垂直方向的运动速度减少小于对照组，而最高次功率输出无差异。傅维杰等[34]发现，紧身装置通过增加束缚部位的松紧度，帮助肌肉在募集更少运动单位的情况下维持相似的力量输出，进而对肌肉疲劳和长时间的运动表现产生积极影响。另一研究[35]表明，紧身装备能够改变髋关节的运动学特征，但并没有提高力量和弹跳表现。陈金鳌等[13]发现，紧身装备有利于维持局部肌肉收缩的输出功率及外周运动单位动作电位的传导速率，在一定程度上有助于延缓肌肉疲劳和延长运动时效。
也有研究发现，紧身运动装备对肌肉力量没有积极影响[20，27，38-40]或存在矛盾现象[41]，如下肢紧身装备对橄榄球运动员最大自主等长收缩没有影响[20]；弹性纤维紧身短裤组的最大蹲起次数、肌力测试中峰值力矩和总做功量与对照组相比无差异[38]；穿紧身衣与普通跑步服的肌肉收缩功能和跑步经济性并无差异[39]；紧身装备可使有氧运动能力提高而无氧功率下降[41]。
2.1.3 减缓运动时肌力损失
肌肉力量会随着运动时的能量消耗而慢慢减小，但紧身装备可以减慢运动时的肌力损失速度，从而维持运动表现，延缓疲劳出现。Ravier 等[42]发现，穿全腿紧身衣可以减少手球专项运动中的最大肌肉力量损失，且为手球运动员铲球等动作提供保护。
2.1.4 促进运动后肌力恢复
紧身运动装备的作用还体现在运动后的肌力恢复[18，25，36，43]、功率恢复[16，22]或控制力输出[44]方面，如疲劳试验后24 h，穿紧身衣受试者股直肌最大自主等长收缩力约增大10%[36]。对肌力恢复的效应时间方面，有研究认为效应期较长（从第3天开始）[16]，有研究认为效应期短（在2～8 h和24 h以上最明显）[45]。不同运动方式中，抗阻运动的效果最佳[45]。与其他恢复手段的比较方面，运动后30 min 内使用紧身装备的效果不如运动后15 min 内使用电刺激，虽然对踝关节屈伸角度均有改善作用[43]。
2.1.5 提供机械限制、减少肌肉震荡
紧身运动装备可通过对肌肉的机械限制作用，一方面限制关节活动幅度[16，34，35，43，46-48]，如跳跃落地时膝关节屈曲和外翻[46]、髋关节外展幅度[43，47，48]，预防运动损伤；另一方面减少肌肉收缩时的横向震荡[19，35，48，49]，从而提高收缩效率，优化神经传递，甚至存在分子层面的力学改变[50]。Stutzig等[51]通过仪器模拟加压发现，在最高横向负荷时，肌肉收缩时的震荡减少。
2.1.6 提高本体感觉
紧身运动装备在运动员中普及还取决于其对本体感觉、动静态平衡能力的改善和相关技术的改进[47]。Kraemer 等[33]发现，疲劳前后穿弹性纤维紧身短裤可以增加45°和60°的髋关节位置感；Ghai等[52]研究表明，膝关节紧身装备可以改善两腿膝关节的本体感觉。另外，针对老年人[53]和残奥运动员[54]的研究也发现，紧身运动装备通过提高本体感觉而改善运动表现的效果。
2.2 紧身运动装备对心血管系统的影响（见表2）
表2 紧身运动装备对心血管系统的影响
（续表2）
（续表2）
（续表2）
2.2.1 促进静脉血液回流
下肢运动压缩袜最初是为慢性静脉功能不全患者开发的，目的是促进血液回流到心脏，减少静脉池外周血量和静脉水肿[21，25，55-57]。多数研究发现，市面上的紧身运动装备也可以提高肌肉泵功能从而促进静脉血液回流[21]、减少静脉池血量，增加组织氧合水平[7，56，58，59]，从而改善局部血液循环，减少乳酸等代谢产物，从而加快运动后恢复[60]。Bringaed 等[7]发现，服装压力<1.0 kPa时，静脉泵作用更明显，提高工作效率。也有研究结论与之不一致，如穿运动压缩袜会通过增加肌内压使肌氧合水平降低[61]或无变化[62]。
2.2.2 清除血液代谢产物
有研究表明，紧身运动装备有降低运动后血乳酸浓度[15，22，63]和血清肌酸激酶[16，17，20，25]升高幅度的作用，也是促进运动后运动能力恢复及疲劳消除的原因之一[1]。但也有研究发现，紧身装备对血乳酸浓度[12，14，24，26，28，30，37，40，43，62，64-66]和血清肌酸激酶[11，18，23，26，27，61]没有影响，甚至会使血乳酸浓度升高[41]。
此外，有研究还对血液中的血清乳酸脱氢酶[26，27]、白细胞介素-6[28]、C反应蛋白[11]、葡萄糖[28]、血清肌红蛋白[12，28，61]、肿瘤坏死因子-α[18]、瘦素[28]等指标进行检测，发现紧身运动装备对其含量没有影响。
2.2.3 改善血流动力学指标
第一，紧身运动装备可加快心率恢复[65，67，68]。Broatch 等[65]研究显示，在短时休息的重复冲刺运动期间，穿下肢紧身衣组受试者的右股外侧肌血流量高于对照组，而心率则更低于对照组（P<0.05）。Nguyen 等[67]研究表明，与非紧身衣组相比，在跑步结束时和恢复90 min时段，紧身衣组的心率、ST和校正QT间期恢复较快，且对非专业运动员的积极影响更明显（P<0.05）。
第二，紧身运动装备可以改善心率变异性（heart rate variability，HRV）。HRV被认为是反映个体植物神经系统功能、评估心脏交感神经与迷走神经张力平衡性的较好指标。Piras 等[68]研究发现，与不穿泳衣组相比，穿着全身紧身泳衣的运动员在最大有氧运动后，迷走神经介导的R-R间期、R-R间期差值>50 ms的心搏数及其百分比、高频功率恢复较快，同时心交感神经介导的低频功率，低、高频功率比和压力反射敏感性α指数有所降低，心率恢复速度更快。这说明紧身装备可改善HRV，提高自主神经系统活性。
第三，紧身运动装备可以促进血流动力学参数恢复[68]。Chatard 等[63]发现，两次骑行之间的80 min 恢复期内穿弹性加压袜，红细胞压积显著降低，提示有氧运动能力增强。还有学者从改善立位应激下的血流动力学紊乱角度进行研究，发现紧身装备的积极作用。立位应激下心血管系统反应是心血管系统调节功能的重要表现。Lee等[69]研究显示，头倾70°直立后，每搏输出量和心输出量低于仰卧位。但穿低压运动紧身裤可减慢每搏输出量（P<0.001）和心输出量（P<0.05）的下降，减慢心率（P<0.001）和外周血管阻力（P<0.005）的升高，而平均动脉压（P>0.05）无变化。Kelly等[70]也发现，紧身装备在预防直立不耐受方面是有效的。还有研究观察到紧身装备有降低脱氧血红蛋白[7，71]的积极作用。
但也有研究认为紧身运动装备对血流动力学和血液循环没有影响，如对最大摄氧量[12，15，30，37，40，62]、心率[12，14，24，25，30，37，40，64，69，70，72]、红细胞压积[15]、肌红蛋白[11，26，27]等指标没有显著影响；Smale 等[73]研究发现，穿紧身衣对自行车运动员大脑中动脉血流速度、平均动脉压、潮气末二氧化碳分压没有显著影响。但Book等[71]的研究结果显示，梯度加压袜能显著降低运动前脱氧血红蛋白含量，以及运动时总血容量和总血红蛋白浓度，提示其对血液载氧能力[49]有不利影响。
2.2.4 降低耐力运动后的凝血风险
Zaleski 等[74]研究结果显示，紧身袜组的组织型纤溶酶原激活剂含量显著低于对照组，而凝血酶-抗凝血酶复合物含量虽然也低于对照组，但无统计学意义。结果表明，在马拉松比赛后，紧身袜的整体止血活性（凝血和纤溶）往往较低，可能降低深静脉血栓的形成风险。
2.2.5 改善血管舒张和体温调节作用
紧身装备所采用的部分高性能透气面料可以加速排汗、改善运动环境。多数研究表明，紧身运动装备对血管舒张和体温调节有积极影响。紧身衣有利于缩短达到最佳肌肉运动温度的时间[48]，减小过热或过湿环境对人体体温调节系统的影响[75]；通过调节皮肤血管扩张敏感性和扩张峰值水平[76]来增强高温下运动时的皮肤血管舒张[76-77]。
但也有研究[78]认为，上身紧身衣增加了热环境中骑行时的心血管和体温调节压力，且运动后感觉更热。
2.3 紧身运动装备对运动表现的影响（见表3）
表3 紧身运动装备对运动表现的影响
（续表3）
目前，紧身装备对运动表现的影响尚有争议。一种观点认为，紧身运动装备有助于运动员在比赛中提高表现[2，63]，其机制可能是前面所述单一作用或效应叠加的结果[79]。涉及重复冲刺能力[28]、跑步[39，69，80]、卧推抛起[16，17，28]、跳跃能力[23，28，32，48，54，80]、棒球投球和高尔夫击球的准确性[81]、自行车骑行[63，82]等；研究对象既有高水平运动员[16，32，39，48，54，63，81，82]，又有普通健康受试者[17，23]。
另一种观点认为，穿着紧身运动装备对提高短跑或投掷成绩没有帮助[12，14，15，20，23，31，35，38，46，54，56，59，73，74，83]。关于效果的结论不同，可能与运动类型和运动服的个体差异有关[17，24，25，30，37]。研究发现，紧身装备对跑步（从400 m[72]、5 km[84]、10 km[14、57]、42.195 km[26]至56 km 马拉松[31]）、速度滑冰[62]、铁人三项[27]、越野滑雪[85]、手球运动员的短跑和跳跃成绩[42]、跳远成绩[45]均无显著影响，并且上半身紧身衣对皮划艇[40，66]运动成绩也无显著影响。
2.4 紧身运动装备对大脑活动的影响
目前，紧身装备对大脑活动影响的研究文献仅有2篇，但2项研究均得出正向作用。Nguyen等[86]探讨了在跑步测试中穿着全身紧身衣是否影响脑电活动。结果显示，紧身衣可使受试者α、β和θ功率谱密度显著下降（P<0.05），从而改善大脑活动，延缓疲劳出现。Smale等[73]将15名训练有素的男性自行车运动员分为穿宽松短裤的对照组、低压紧身衣组和中压紧身衣组3组，在30%、50%、70%和85%最大功率强度下分别骑行8 min，参与者在实验前和每个增量的中点进行复杂Stroop 任务。结果显示，在85%最大功率强度骑行时，低压紧身衣组完成Stroop 任务准确性比对照组明显提高。结果表明，紧身衣对运动中大脑中动脉流速没有显著影响，但可能有助于提高高强度运动时的任务准确性。
2.5 紧身运动装备对心理因素的影响（见表4）
表4 紧身运动装备对心理因素的影响
紧身运动装备对心理因素的积极作用也得到认可，主要体现在通过降低肌肉酸痛程度获得心理安慰、愉悦情绪、促进心理恢复[41，78]，还能改善疲劳后的主观舒适度[35，56，81]或降低主观感觉疲劳评分[17，21]。从最佳时间段来看，运动后24～48 h 内穿全腿加压裤和紧身短裤效果更佳[83]。
但也有研究发现，紧身装备对舒适度或主观感觉疲劳评分没有显著改善[14，26，27，30，49，57，62，64，72，77，84]，或可能不适合某些特殊人群（有两个及以上心血管病危险因素的成人[86]），甚至高压紧身装备反而会降低舒适度[12]、增加主观感觉疲劳评分。
3 总结
综上可知，紧身运动装备对肌肉酸痛程度、运动表现的影响尚存在一定争议，但是针对血流动力学和血液循环、肌力恢复、本体感觉和平衡能力、心理因素等方面的积极影响比较明确，并且这些影响之间存在内在联系，单一或协同地发挥作用。对本体感觉、大脑活动及心理方面的影响，最佳压力范围及相关机制的研究相对较少。研究学科方面，除了体育和医学学科对紧身装备的作用和机制进行深入研究外，纺织、化工等相关学科也对紧身运动装备的压力性能（包括强度和耐用性）[87]、物理特性（如透气性、传热、透水性和触觉特性）、美学特性、化学稳定性、抗紫外线性等方面[88]进行了相关研究。多学科交叉研究十分重要。
