经颅直流电刺激对运动疲劳消除的综述研究①

朱玲华

(南通大学 江苏南通 226001)

随着竞技体育水平的逐渐提高，运动员为获得更好的运动成绩，训练强度也在不断提升，尤其职业运动员，还需要适应不同地区的时区和气候，所有身体系统都承担着很大的压力，如中枢神经系统、自主神经系统、运动系统、免疫系统、感觉系统等，尤其是免疫缺陷症，是尚未解决的最重要的问题之一。这些变化随之会导致运动疲劳，如果运动疲劳没有及时得到有效缓解，对之后的训练和比赛都会产生很大的影响，甚至会增加患病概率，影响到以后的生活质量。而目前学者针对疲劳消除采用的办法有针灸、食疗、按摩等，但效果均不佳，该文将对国内外经颅仪的疲劳消除作用进行综述探讨，为专业运动员的疲劳消除提供参考。

1 运动疲劳

美国第五届国际运动生化学学术会议上，各国学者将疲劳概念进行了统一，定义疲劳是机体生理过程不能持续使其机能保持在一定的水平上，或不能维持预定的运动强度[1]，是一种由于活动使工作能力及身体机能暂时降低的现象[2]。运动疲劳是由运动引起的疲劳，这是提高运动水平过程中不可避免的现象，是在运动过程中身体自然产生的疲劳感知，有运动就有疲劳。可以说，运动性疲劳是衡量刺激机体产生适应性的变化，不断提高新的运动适应水平，使运动目标得到满足，也是运动表现的一大影响因素。运动性疲劳可分为运动性生理疲劳和运动性心理疲劳[3]。

1.1 运动生理疲劳

运动生理疲劳可根据疲劳部位不同，分为中枢性疲劳、神经—肌肉接点疲劳和外周疲劳；根据疲劳发生的时间，可分为急性疲劳和慢性疲劳；根据疲劳的性质，可分为生理性疲劳和病理性疲劳，也称为过度疲劳；根据疲劳部位大小，可分为全身性疲劳和局部性疲劳。目前，得到更多学者认可的是将疲劳分为中枢性疲劳、周围性疲劳。周围性疲劳可分为神经肌肉接头疲劳、能源物质耗竭疲劳、代谢产物堆积疲劳、内环境稳定疲劳。对于运动疲劳产生的机制，较多学者采用能量物质“衰竭”学说、代谢产物堆积学说、内稳态失调学说、保护性抑制学说、内分泌调节机能下降学说和自由基损伤学说来解释[4，5]。

内源性阿片肽（EOP）系统是保障身体的防卫、适应性、行为、稳态和其他机体行为过程的最重要的系统，不取决于活动类型。它在生命支持和自我调节过程中发挥着重要作用。该系统运行的中断不可避免地导致适应不良、各种生活机能障碍、各种疾病的出现和发展。显然内源性阿片肽系统参与了特定的体育活动过程。

M.L.MEHL等人对8匹母马进行实验研究，发现母马在两次运动后内啡肽水平都急剧下降，在之后的时间段内缓慢上升，逐渐恢复到初始状态[6]。Alberto E等人对8名健康人群和17名慢性疲劳综合征、5名纤维肌痛综合征、10名抑郁症患者进行检测，发现健康人群的内啡肽浓度显著高于综合征患者[7]。Gary A等人也证实了以上观点[8]。Bender等人发现大多数运动形式都会影响内啡肽的水平，尤其是运动强度达到无氧阈值时。运动者的年龄、性别和心理活动都会影响内啡肽的水平[9]。Bidari等人对30名肌纤维痛患者和15名健康个体进行研究，发现肌纤维痛患者在训练较低阶段便会达到最大耗氧量，容易产生疲劳，两组内啡肽水平均降低，但肌纤维痛患者降低更加显著[10]。

1.2 运动心理疲劳

在运动过程中，由于类肾上腺素的分解速度小于分泌速度，因此容易产生类肾上腺素堆积，而这会对人体心理产生影响，使神经紧张难以恢复到正常水平[11，12]。Halson发现在长时间运动后运动员心理压力变大，容易产生注意力不集中和认知障碍，导致反应速度下降[13]。Russell等人对17名精英运动员和15名精英运动员工作小组成员进行了9次聚焦讨论，得出结论，运动员受到环境和体育的性质影响，会产生心理疲劳，心理疲劳会对竞争和训练中的运动员带来负面影响，包括减少动力和激情、情绪起伏大、注意力难以集中、影响技术动作的发挥等[14]。Russell等人认为对于顶尖运动员，身体或者心理很小的变化都会对其运动表现和运动成绩产生极大的影响，调节和恢复运动员心理的变化至关重要[15]。

2 经颅直流电刺激及其相关应用

经颅刺激保护简称tDCS，能保护脑部结构，使生理心理状态正常化，保证有效的无药物麻醉，刺激免疫系统，加速修复过程。经多年临床实践证明，这种疗法具有一系列积极效应，可合理使用这种方法用于预防和治疗多种病理状况。目前，已将经颅仪使用在治疗失语、癫痫、抑郁等患者中，均产生了一定的积极效果。

经颅直流电刺激能够调节神经元和神经递质的活性，并影响其在临床、康复、教育和娱乐环境中对知觉、认知、情感和运动过程的影响，但目前对于其机制只是研究者的假设，即电流通过头皮、颅骨和硬脑膜传播并进入皮层组织，使皮层椎体和神经胶质细胞产生亚阈值去极化。

许多研究人员得到了经颅电刺激疗法在一些体育运动中成功应用的可靠结果[16，17]。所有积累的科学、实验和临床经验都为经颅电刺激疗法在体育运动中更广阔的使用前景提供可能。

2.1 tDCS对运动生理疲劳消除的作用

苏联科学院巴普洛夫生理研究所首次发现了“经颅电刺激选择性激活内啡肽适应和保护机制”，近30年基于该发现研制了系列产品，并在摔跤、游泳等竞技运动领域疲劳恢复中取得一定功效。

列斯卡夫特研究发现，经颅电刺激仪能使运动员在比赛期间对疼痛的敏感度降低，在保持获胜的动力和对运动负荷的耐力明显增加的同时，摔跤运动员的情绪也得到了改善，并且这种效果能够维持1天。此外，还发现电刺激这些大脑结构的效果不仅限于镇痛，而具有整体稳态用以保护身体免受破坏性因素的影响特点，包括加快伤口愈合、免疫调节等。在动物实验中，采用既定方案的经颅电刺激疗法，促进修复过程，引起明显的镇痛，血管舒缩系统和躯体交感反射正常化，抑制植入肿瘤的生长，引起免疫效应，去除实验性酒精戒断，增加非特异性抗性。Сеин等人对32名18～29岁系统参加柔道训练的男性摔跤运动员进行实验。实验组在负荷后进行4组经颅微电流刺激疗法，每组6min，电流强度从0mA增加到2.3mA。发现实验组抗伤害感受系统的阿片类机制被激活，血液和脑脊液中内啡肽的量也显著增加，并且运动员恢复到正常状态的时间显著减少，刺激后30min血液学指标基本恢复到基础值，刺激后60min到90min疗效系数持续增长，恢复速度虽然持续下降，但仍然高于未刺激组。因此在运动中使用经颅微电流刺激疗法可作为矫正运动员身体功能状态和缓解情绪压力的方法之一。Троянов等人发现，由于能快速起效，且无负作用、毒性和过敏性并发症，经颅电刺激在临床实践中被广泛应用，其能矫正运动员的各项指标，预防和纠正运动员的机能失调导致的功能异常。

2.2 tDCS对运动心理疲劳消除的作用

俄罗斯科学院生物医学问题研究所对专业自行车运动员进行实验研究发现，在运动前和运动中使用经颅仪刺激的运动员，在运动时会感觉心理压力明显较小，并且相较于未使用的运动员，恢复期各项指标恢复较快，说明疲劳感明显降低。

维诺拉多夫等人对两组从事体育运动的年轻人进行实验发现，刺激组的运动员情绪起伏较小，焦虑情绪减弱，感到更加的轻松、愉悦，对成功的渴望程度较强，并且运动成绩较好。经颅微电流刺激有助于消除焦虑，加速运动后恢复心率。

3 结语

从前人研究可以发现，目前疲劳的相关学说有能量物质“衰竭”学说、代谢产物堆积学说、内稳态失调学说等。其中内啡肽不仅影响运动员的生理疲劳，还影响了运动员的心理疲劳，而间接导致了运动员运动表现下降。经颅电刺激仪已广泛应用于病理学实验并广泛使用于临床疾病中，如癫痫、阿兹海默症、脑卒等，并且都产生积极效果，将这一仪器应用到运动疲劳消除领域，发现在中等强度电流刺激后30min能使血液指标更快恢复到初始状态，尤其内啡肽水平逐渐上升，生理、心理、运动表现都更快恢复到初始状态，消除了运动员的运动疲劳。