血流限制训练对老年人下肢骨骼肌形态力量及损伤影响的Meta分析

杨 坤，王文斌，毕昌怡，龙小松，杨光兰，桂元保

Yang Kun，Wang Wenbin，Bi Changyi，Long Xiaosong，Yang Guanglan，Gui Yuanbao

1 引言

根据世界卫生组织（WHO）报告全球60岁及以上人口数量的比例正在急剧增加，预测到2050年这一数字将增加到21亿，占世界总人口比例的22%。跌倒是导致老年群体意外伤害最突出的原因，与老年人伤害相关的死亡中有23－40%可归因于跌倒。来自纵向研究的证据表明造成跌倒的危险因素主要来自身体功能表现下降、肌肉力量下降、平衡能力下降三个方面。其中骨骼肌流失导致的肌力下降是引发老年人跌倒的核心因素，因此提高老年人肌肉力量对减少跌倒风险具有重要意义。

一般来说，不同类型的体育锻炼对提高老年人肌肉力量降低跌倒风险普遍都具有积极作用，抗阻训练就是应用最为主流的一种，不同强度抗阻方案所带的肌力提升具有较大差异，美国运动医学院（ACSM）建议抗阻训练至少要达到70%1RM，低于这个强度的很少能产生实质性的肌肉生长。但该强度下训练容易引起老年人机体损伤、不耐受等状况。为此研究人员正在努力探寻一种能够同时满足负荷强度低和转化效率高的训练方式。血流限制训练（Blood flow restriction training，BFRT）就是这样一种。血流限制训练又称加压训练或KAATSU训练，最早起源于20世纪70年代Yoshiaki Soto（日本）医生的KAATSU训练法，是一种通过在肢体的近心端放置束力带、袖带等方式来限制肢体血液流动并结合低强度抗阻训练有效提高肌肉力量的方法。已有多个研究证据表明即使强度低至20%1RM的BFRT也能促进肌肉的肥大。BFR的作用机理目前尚未有明确定论，Takarad等人提出的肌纤维募集、代谢物堆积、生长激素分泌促致使肌肉细胞肿胀发育等假说较为主流。

在已发表的文献中，探究BFR训练对老年群体力量、身体功能表现、心血管功能等设计的RCT实验数量依然较少。对于BFR训练促进老年人肌肉力量增长的有效性、是否会带来肌纤维损伤等方面依然存有一定争议。本研究即使用Meta分析，在搜集整合血流限制训练对老年人肌肉形态、力量、损伤等影响证据的基础上，通过合并样本量、效应量等形式对纳入研究进行定量分析，以解决现有分歧、增强研究结果的可信性。

2 研究方法

2.1 检索策略

此项针对随机对照实验（RCT）的meta分析研究严格遵循PRISMA2020声明进行。根据PICO规则以老年人（elderly、older、aged等）和血流限制训练（Blood flow restriction、KAATSU、blood occlusion、vascular occlusion、Vascular restriction等）相关的MeSH词与自由词制定组合检索式，由两名独立研究人员（1和2）以双盲（double－blind）形式采用布尔逻辑运算策略检索PubMed、Ebscohost、Web of Science、Embase、Ovid数据库，检索时间均限定在从建库至2021年8月20日。通过Google Scholar、和参考文献进行辅助检索。

2.2 纳入与排除标准

2.2.1 纳入标准

a.实验设计必须为RCT实验。b.研究对象年龄≥60岁。c.干预措施负荷血流限制训练的定义。d.显著影响研究结果的疾病患者e.结局指标符合要求。f.研究为英文文献。

2.2.2 排除标准

a.不符合纳入标准。b.重复发表。c.案例研究。d.灰色文献（gray literature）。e.数据无法提取。f.文献质量评价结果差。

2.3 数据提取

将文献导入endnote稀释去重。由两名研究人员通过阅读标题摘要等内容依据文献纳入排除标准独立对文献进行筛选，提取作者、发表时间、国家、年龄、样本量、干预手段、袖带压和肌肉横断面积（CSA）、膝关节伸屈膝力量、肌酸激酶CK、峰值摄氧量等结局指标，图标数据用WebPlotDigitizer工具（Version：4.5；Pacifica，California，USA）进行提取。双方如有争议则进行商议或交由第三研究人员处理。

2.4 研究质量评价

由两名独立研究人员采用Cochrane手册评价标准对文献随机、分配隐藏、盲法、失访、数据完整度、偏倚等指标进行评价。双方如有争议进行商议或交由第三方处理。

2.5 偏倚分析

使用Revman软件内置偏倚风险评估工具绘制漏斗图进行可视化评价分析。

2.6 统计分析

由于部分研究结局指标的初始数据差异较大（P＜0.05），前后时间线较长，因此分析将采用通过计算每项结局指标干预前后变化率的方式来表示干预效果。结局指标变化使用［（Mean-POST－MeanPRE）／MeanPRE）×100%］来计算。SD变化通过公式sqrt［（SDpre2／npre）＋（SDpost2／npost）］来计算。所有数据均以Mean±SD形式表示。将计算数据导入RevMan5.4软件以连续性变量分析模式处理，计算合并后效应量、异质性、P值、平均差。使用I2检验数据间的异质性，根据Higgins观点，I2为25%时表示低异质性，I2为50%时为中异质性，75%表示有高异质性。与固定效应模型相比，随机效应下的权重分配更加均衡，所以当I2＜50%将采用固定效应模型（FE）进行分析分析，高于时采用随机效应模型（RE）进行分析。异质性较高时采用亚组分析等手段降低异质性，必要时对高异质性文献进行剔除。

3 研究结果

3.1 检索结果

初步检索数据库得到文献7137篇，导入Endnote稀释重复1042篇，剩余6095篇。Google scholar补充1篇，参考文献补充1篇。通过阅读标题摘要和全文复筛剔除不符合文献，最终得到RCT文献14篇。完整检索过程见（图一）。

图一 检索过程

3.2 纳入研究基本特征

最终入文献14篇，总样本量301人。14篇研究对象均为老年人。研究结局指标涉及骨骼肌横断面积的有10篇；涉及干预对老年人下肢肌肉力量影响的有10篇；涉及峰值摄氧量的有3篇；涉及肌酸激酶指标2篇。各研究均在干预期开始与结束进行了对纳入指标进行了测量，部分研究进行了中期测量，本研究只提取了初始和结束部分数据。纳入特征详见（表1）。

表1 纳入文献基本特征表

3.3 纳入研究方法学质量评价结果

图例绿色表示低风险，黄色表示中等风险，红色表示高风险。纳入研究中有1篇因未明确交代随机分配被列为未知风险。13篇研究为交代隐藏分配被列为未知风险。14篇文献的研究人员与研究对象均了解干预措施，因此在盲法一项被列为高风险。Cochrane文献质量评价结果显示文章总体质量较好。详见（图二）。

图二 纳入研究方法学质量评价

3.4 发表偏倚分析

使用RevMan5.4软偏倚评估工具件对纳入数据进行分析并绘制漏斗图。分析结果显示研究沿漏斗中线较为均匀分布无明显发表偏倚。

图三 发表偏倚分析

3.5 Meta分析结果

3.5.1 BFRT对老年人下肢肌肉CSA影响

纳入文献中有7篇报道了BFR对老年人股四头肌CSA的影响，样本量为67人（图四a）；有3篇报道了对大腿CSA的影响（图四b），样本量为34人。无异质性（a：I2＝0；b：I2＝0），采用固定效应模型进行，合并效应量a：MD＝2.13［－0.37，4.99］，b：MD＝3.54［－3.44，10.53］。森林图显示BFR训练能够促进老年下肢骨骼肌横断面积的增长，但并不具备显著效应（a：P＝0.14；b：p＝0.32）。

图四 BFRT对老年人下肢肌肉CSA影响

2.5.2 BFRT对老年人伸膝力量影响。

纳入献中有7篇报道了BFR对老年人膝关节伸力的影响。有3篇文献使用了膝关节峰值扭矩为结局指标单位，3篇以1RM下抗阻负荷为结局指标单位计算，故做亚组处理。总样本量为57人（图五）。1篇研究因异质性而被剔除。剔除后异质性I2＝0，采用固定效应模型进行，合并效应量，亚组1：MD＝7.39［2.23，12.55］，亚组2：MD＝19.67［17.19，22.15］。森林图显示代表膝关节伸膝力变化的95%CI线落在无效线右侧，显示BFR组训对膝关节伸力的提升效果大于对照组（亚组1：P＜0.005，亚组2：P＜0.0001）。

图五 BFRT对伸膝力量的影响

3.5.2 BFRT对老年人曲膝力量影响

纳入文献中有4篇报道了BFR对老年人膝关节曲力的影响。总样本量为24人（图六）。2篇研究因数据无法提取被剔除。剔除后异质性I2＝0，采用固定效应模型进行，合并效应量，亚组1：MD＝15.26［11.61，18.92］。森林图显示代表膝关节伸膝力变化的95%CI线落在无效线右侧，表明BFR组训对膝关节屈膝力的提升效果大于对照组（P＜0.00001）。

2.5.3 低阻力BFRT与中高强度抗阻训练对比

纳入文献中有4篇报道了低强度BFR抗阻训练与中高强度抗阻训练引起股四头肌CSA增大效果的对比。总样本量为40人（图七）。异质性I2＝27属于低异质性，采用固定效应模型进行，合并效应量MD＝1.42［－0.07，2.90］。森林图表明低强度BFR训练对股四头肌CSA影响的效果与中高强度抗阻训练对肌肉CSA影响的效果相似（P＝0.06）。纳入的14篇文献有2篇报道了低强度BFR抗阻训练与中高强度抗阻训练引起膝关节伸力效果对比。总样本量为24人（图八）。异质性I2＝65，属于高异质性，故采用随机效应模型进行，合并效应量MD＝8.87［－12.23，29.98］。森林图表明低强度BFR训练对膝关节伸力的效果与中高强度抗阻训练对膝关节伸力的影响差异不大（P＝0.09）。

图七 LI－BFRT VSMHI－RT CSA

图八 LI－BFRT VSMHI－RT膝关节伸力

3.5.4 BFRT对肌酸激酶（CK）影响

纳入的14篇文献有2篇报道了BFR训练对中老年人肌酸激酶（CK）的影响。总样本量为17人（图九）。异质性I2＝0，采用固定效应模型进行，合并效应量MD＝10.42［－24.00，44.83］。森林图显示训练前后能够反应骨骼肌损伤的肌酸激酶（CK）含量变化并无差异（P＝0.55）。

图九 BFRT对肌酸激酶（CK）影响

3.5.5 BFRT对最大摄氧量峰值的影响

纳入的14篇文献有3篇报道了BFR训练对中老年人最大摄氧量峰值的影响。总样本量为31人（图十）。Meta分析结果显示异质性I2＝0，无异质性，采用固定效应模型进行，合并效应量MD＝1.60［－0.89，4.09］。森林图显示训练前后最大摄氧量峰值变化并无统计学差异（P＝0.21）。

图十 BFRT对最大摄氧量影响

4 讨论

在老年群体中，下肢肌肉力量退化与步态速度减慢以及跌倒风险息息相关。本次Meta分析系统的整合了血流限制训练对老年人下肢骨骼肌干预效果的证据，以揭示血流限制对老年人下肢肌肉力量、形态、损伤等因素的影响。分析结果整体符合我们对低强度抗阻训练结合血流限制运动能够有效提高老年人下肢骨骼肌力量且不会导致肌肉细胞损伤的判断，但也有超出我们预期的部分，即分析结果并未显示出样本下肢骨骼肌横断面积有明显变化。BFR可以通过促进生长激素等相关激素的分泌提高锻炼者混合肌肉蛋白的合成效率，提高肌肉CSA，由于老年人机体退化，激素分泌不足可能是影响肌肉肥大效果的原因，Manini等人发现BFR训练后青年男性生长激素分泌量大于老年人也证实了这一点。除增加肌肉CSA外，BFR还可以通过增加快速肌纤维募集数量、促进肌源性干细胞的激活与增殖、促进卫星细胞的表达和激活等方式使肌肉力量得到增强，因此可能是本次分析中肌肉CSA在没有显著增加的情况下，膝关节伸屈膝力量与对照组具有明显差异的原因之一。一些研究认为MHI－RT对肌肉力量的提升效果要优于LI－BFR［22］，也有认为两种训练方式产生的收益相似的观点，为此本研究纳入了LIBFRT与MHIRT对老年人膝关节屈伸力量的对比，分析显示两者具有相似性，验证了Clark等人的结论［41］［42］。分析还探讨了判断肌肉损伤和心肺功能的肌酸激酶（ck）与峰值摄氧量值的变化，发现LI－BFRT并不会带来肌肉的损伤和心肺功能的提升，但由于纳入此指标的研究数量较少，因此分析结果还有进一步验证空间。

5 研究局限

鉴于纳入的RCL实验数量较少，因此本次分析未能充分考虑不同袖带压力和运动方式对BFRT效果带来影响，仅纳入英文文献可能产生纳入偏倚风险。

6 结论

低强度抗阻结合血流限制训练可作为一种能够高效改善老年人下肢肌肉力量且不易引发肌肉损伤的运动方案。但是对于其对老年人心血管功能的影响以及在最佳加压大小、运动形式、负荷强度以及干预周期等方面仍然需要进一步探究。