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血流限制训练应用与风险防范

2021-12-30庆贺琴,张春志,杨依顺,赵艳

关键词:风险应用效果

庆贺琴,张春志,杨依顺, 赵艳

摘要:对血流限制训练应用与风险防范进行阐述.低强度BFR训练与高强度抗阻训练联合可促进神经适应,单独低强度BFR训练是否引起神经适应存在分歧;不同运动项目和形式与BFR训练的联合作用具有广阔的发展前景;促使肌肉力量交叉迁移的决定性因素是训练方式或训练模式的差异性而不是BFR训练本身;BFR训练可改善有氧耐力,但有可能会导致运动性横纹肌溶解症、袖带宽度的不适效应和快速力量素质的延迟增益.

关键词:血流限制;Kaatsu;BFRT;应用效果;风险

[中图分类号]G808.1[文献标志码]A

Application of Blood Flow Restriction Training and

Risk Prevention

QING Heqin1,ZHANG Chunzhi2*,YANG Yishun2,ZHAO Yan3

(1.Department of physical education,Taiyuan Normal University,Jinzhong 030619,China;2.School of

physical education and Health Sciences,Mudanjiang Normal University,Mudanjiang 157011,China;

3.Shanxi health vocational college,Jinzhong 030619,China)

Abstract:This paper summarizes the application of blood flow restriction training and risk prevention.The combination of low-intensity BFR training and high-intensity resistance training can promote neural adaptation.Whether low-intensity BFR training alone can cause neural adaptation is different;The combination of different sports and forms with BFR training has broad development prospects;The decisive factor to promote the cross migration of muscle strength may be the difference of training methods or training modes,rather than BFR training itself;BFR training can improve aerobic endurance,but it may lead to sports rhabdomyolysis,uncomfortable effect of cuff width and delayed gain of rapid strength quality.

Key words: blood flow limitation;Kaatsu;BFRT;application effect;risk

血流限制訓练(简称“BFR”训练)被广泛应用于训练和伤病康复等领域.血流限制性训练也叫加压训练(KAATSU training), 是通过加压造成肢体远端肌肉缺血, 以相对较小的运动强度刺激肌肉生长、提高肌肉适能的一种训练方法.因加压的目的是闭塞血管以限制血流量, 所以, 该训练方法也被称为“血流限制性训练”.血流限制训练相关研究在国外起步较早,美国、日本、巴西等国家的相关理论和技术比较成熟,我国学者近年来才开始进行研究.在竞技体育领域,广大研究人员将该训练方法应用在手球运动员、篮球运动员、游泳运动员、跆拳道运动员、空手道运动员、羽毛球运动员和短跑运动员等的训练过程中.在医疗康复领域,应用于膝关节炎、代谢综合征、骨科疾患、免疫系统疾患以及抑郁症等疾病的临床治疗中.由于加压设备昂贵,仅个别科研单位拥有,加压技术尚未普及,相关研究成果的产出速度较慢,理论基础较为薄弱.[1]阐明血流限制训练的应用效果,对该训练方法潜在风险进行梳理,使这种新兴训练方法在运动员训练和普通人群疾病治疗中更好地普及、推广和应用已迫在眉睫.本文阐述血流限制训练和受试者神经适应的关联性、不同运动项目和运动形式与BFR的联合作用、血流限制训练的交叉迁移效果、血流限制训练对有氧耐力的影响以及血流限制方案的潜在风险、安全因素和规避风险的可行性路径,以期为体育科研工作者的研究提供参考,为教练员和医务人员科学地认识和应用该训练方法提供理论支撑和实践指导.

1血流限制训练应用效果

1.1BFR与神经适应的关联性

肌力训练促使个体产生肌肉适应和神经适应,肌肉适应可以通过肌肉维度、肌肉力量来衡量,而神经适应性的变化和衡量会更加复杂一些,常常被忽视.故人们在寻找新的训练手段时不仅要关注肌肉适应方面的增益,更要考虑该训练方法对运动员神经适应性的干预效果.目前,众多学者对BFR与神经适应之间的关联性进行探讨.低强度BFR训练会显著增加受试者的最大力量,但不会增加受试者的相对力量,最大力量的改善仅仅由于受试者肌肉维度的增加(肌肉适应),增肌效果好于增加力量,不涉及肌肉激活增加,无法进行低阈值运动单位和高阈值运动单位的选择性募集,未产生有益神经适应,由此看出低强度BFR训练不利于运动员精确控制肌肉发挥力量.[2]低强度BFR训练与高强度抗阻训练相比,无法刺激高阈值运动元的完全募集,不利于竞技运动员通过训练促进神经适应,所以,低强度BFR训练在竞技领域应用时要多加注意,避免该训练方法给运动员专项素质带来不利影响.但最新研究发现,低强度BFR训练和高强度抗阻训练联合训练更有利于运动员的运动表现.在对篮球运动员下肢肌肉力量训练的过程中发现,低强度BFR没有产生与传统高强度训练相似的肌肉激活增加,但是在进行低强度BFR训练的基础上加入高强度抗阻训练可以有效刺激运动神经-肌肉,促进篮球运动员下肢肌肉最大力量和爆发力增强,说明高强度抗阻训练和低强度BFR训练的联合训练效果可以归因于神经适应,这种复合训练手段更利于运动员竞技水平的全面提高.[3]也有学者提出不同的观点,认为单独进行血流限制训练时,袖带限制了运动肢体的血流量,运动强度较小,运动过程中受试者的知觉反应较小,延迟性肌肉酸痛反应和外周疲劳程度较大,也会增强代谢应激,改变高低阈值运动单位的募集情况,诱导了神经适应.一些学者担忧低强度BFR训练会对受试者的神经功能完整造成不利影响[4],甚至会产生一些潜在的神经并发症,如神经传导障碍.[5]

简而言之,关于BFR和神经适应的关联性研究尚处在起步阶段,存在许多未知领域.目前可以肯定的是,在进行低强度BFR训练的基础上加入高强度抗阻训练可以有效刺激运动神经-肌肉,促进神经适应.但是对于单独低强度BFR训练是否引起受试者神经适应存在分歧,受试者出现神经适应现象可能与不同的血流限制方案有关,如在单独低强度BFR训练方案时,达到某一特定的血流限制压力,可能就会出现神经适应现象.此外,一些专家认为低强度BFR训练可能会对受试者神经功能的完整性产生不利影响,建议在竞技体育、康复医疗和运动健身领域,该训练方法要谨慎使用.

1.2不同BFR运动方案的效果

不同运动项目与BFR联合作用一直是科研人员比较感兴趣的领域.目前,振动训练、激光刺激、瑜伽训练和水中训练与BFR结合取得了初步效果.全身振动训练结合血流限制能够有效刺激人体内生长激素和IGF-1水平提高,刺激骨组织生长,且停止训练后能够长时间维持骨密度.低强度激光刺激与BFR结合可以最大限度提高肌肉力量,减少无氧疲劳.瑜伽运动结合BFR运动可显著增加肢体加压部位的肌肉力量.水中练习与BFR结合促进最大力量的提升.未来应该探索更多不同的运动项目与BFR的联合作用,研制出更完善、更全面、更普遍的血流限制训练方案,使其更高效地应用在竞技体育、医疗康复和运动健身领域.

研究人员从不同的运动类型出发,发现坐姿、站姿和维持平衡等静态运动和跳跃、跨步等动态运动对人体肌肉力量和功能均可产生有益影响.目前袖带在运动期间的使用可分为间歇性使用(运动间歇期间解除压力)和持续性使用(运动间歇期间不解除压力)两类.[6]专家们就持续性使用较间歇性使用哪一种方法会引起更大的代谢压力各抒己见,还没有定论.国外学者研究发现,每组之间的休息期间放松限制性袖带并不会减弱肌肉活动、代谢压力和肌肉肿胀.我国学者认为,持续性使用血流限制袖带较间歇性使用会引起更大的代谢压力.如此大相径庭的观点差异,也说明关于血流限制训练这种新兴的训练方法相关理论的空白,亟需通过大量实证研究提供数据支撑,尽快形成包含各种限制方案指南的血流限制体系.

1.3血流限制训练的交叉迁移效果

在运动实践中不难发现,抗阻训练不仅可以增加训练侧的肌肉力量,对侧未训练的同源肌肉力量也会有明显增加,这种现象被称为力量训练的交叉迁移.[7]训练侧肢体肌肉力量的改善是由于肌肉适应和神经适应机制引起的,而未训练侧肢体肌肉力量改善仅是由神经适应机制引起的.那么血流限制训练是否像常规的抗阻训练手段一样,也会产生力量训练的交叉迁移效应?研究者发现,受试者的一个手臂经过4周的离心运动结合血流限制运动干预,另一个未经训练的手臂的肌肉力量明显增强,肌肉尺寸未见明显变化,肌肉激活也会增加,力量训练存在神经适应现象.这种离心运动和BFR训练的组合无疑会给正处于康复时期的运动员带来了福音:如果运动员一个手臂发生了运动损伤,无法进行训练,可以通过训练对侧手臂肌肉,借助交叉迁移效应,使受伤手臂避免肌肉萎缩,维持和增加肌力;可以帮助处于康复阶段的病人恢复肌力.研究还发现,在传统抗阻训练和血流限制训练联合作用下,不但两侧肢体存在交叉迁移现象,而且上下肢肌肉力量也存在交叉迁移现象,使用该复合训练手段对受试者腿部进行干预,可以用较小的运动强度促使受试者的手臂肌肉维度和力量显著增加.这些发现在实际应用中意义重大,如果运动员的上肢不便于从事抗阻训练来增加其力量时,或者医院患者在进行上肢活动方面有很大困难时,可以通过血流限制训练增加下肢肌肉的力量来间接改善上肢肌肉力量.该研究还认为,离心运动与BFR训练相结合可以增强未经训练的对侧臂肌肉力量,可能是由于训练方式或训练模式(离心运动和向心运动),而不是由于BFR本身导致的.[8]建议研究人员在探索与BFR训练有关的力量训练交叉迁移效应时,应该把重点放在不同训练方式与BFR训练的联合作用,这也是未来的研究方向.

1.4血流限制训练改善有氧耐力

有氧耐力,也叫有氧能力,是指长时间进行有氧供能的工作能力.在一些运动项目中,有氧耐力素质对运动员竞技水平的发挥具有重要的作用.[9]比如在羽毛球比赛中,在相持阶段除了要考验运动员的技战术,有氧耐力也是运动员持续进行比赛的基础,耐力不足的话,在进行多拍竞技中,会逐渐落下风.所以,教练员一直致力于寻找能够显著提高运动员有氧耐力素质的训练方法,血流限制训练可为教练员的训练计划提供一种选择.最大摄氧量(VO2max)是评价人体有氧耐力素质最常用和最有效的方法,可以反映人体的心肺功能.研究发现,血流限制结合低强度抗阻训练除了能引起有益的肌肉适应之外,还可以提高受试者的最大摄氧量.主要因为BFR训练过程中,虽然在一定程度上限制了静脉血流动,但不会限制氧气的运输与利用,反而会提高机体氧气的运输和利用能力,提高体内氧气含量,从而改善有氧耐力.[10]经过血流限制训练后,机体肌肉的延迟性肌肉酸痛明显大于传统的抗阻训练,知觉反应在运动后2-3天内消退,机体能量恢复的速度加快[11],可以显著缩短受试者的超量恢复时间,使有氧耐力素质在短时间内得到提升,这是常规抗阻训练所达不到的效果.

2血流限制训练的风险防范

2.1横纹肌溶解

横纹肌溶解综合征是指一系列影响横纹肌细胞膜、膜通道及其能量供应的多种遗传性或获得性疾病导致的横纹肌损伤,细胞膜完整性改变,细胞内容物(如肌红蛋白、肌酸激酶、小分子物质等)漏出,多伴有急性肾功能衰竭及代谢紊乱.运动性横纹肌溶解症是由于剧烈运动而引起的,如果处理不当,会引发肾功能衰竭、心率不齐、室间隔综合征.延迟性肌肉酸痛过度和局部水肿是运动性横纹肌溶解症的主要表现.[12]血流限制训练可能会导致受试者横纹肌溶解.国外一位冰球运动员因持续性股四头肌萎缩和无力,体能训练中心采用BFR结合低强度抗阻训练来改善肌无力,但是在治疗两天后运动员肌肉极度酸痛,无法继续接受治疗,后被医院诊断为横纹肌溶解症.另有研究表明,一名20岁男子进行了6组血流限制训练(3组膝关节伸展和3组屈肘运动),受试者在运动后几天出现高水平的迟发性肌肉酸痛,肌酸激酶釋放到血液中,引发运动性横纹肌溶解症.[13]尽管血流限制训练导致横纹肌溶解症的概率很小,但是一旦引发横纹肌溶解症,会产生剧烈的酸痛感,并损害肾功能,无法继续训练.为了预防受试者经过血流限制训练后导致较强烈的延迟性肌肉酸痛、血浆CK和肌红蛋白浓度骤增现象,必须考虑个体对血流限制训练的不同反应,一些受试者可能比其他同样运动的受试者产生更高的CK值.建议采用BFR运动方案后,密切关注人体可能出现的严重肌痛和尿黑现象,必要的时候可以通过静脉注射生理盐水来改善症状,防止引发电解质失衡和急性肾功能衰竭[14];也可以提前对受试者进行相关风险评估,避免特殊群体因盲目训练引发运动性横纹肌溶解症.

2.2血流限制训练与心血管系统

目前,对血流限制训练安全性问题的研究主要集中在血栓、心血管系统和肌肉损伤,心血管反应是安全性研究的重点.研究结果比较乐观,一致认为血流限制训练非但对心血管系统没有负面影响,还可以达到预防心血管疾病的作用.长期训练的话,使练习者安静时收缩压下降,运动后即刻舒张压下降,有利于降低血压,只有当达到一定限制压力时,血流限制训练才会有效降低血压正常高值人群的血压水平,减小平均动脉压;使左房内径下降,改善左室舒张功能,保护心脏功能;使射血分数、缩短分数以及每搏输出量提高,有利于心肌收缩和泵血功能的改善.总而言之,正常人群和血压正常高值人群长期从事低强度血流限制训练具有一定的安全性和实际应用价值.尽管如此,为了血流限制训练在更多人群中安全使用,研究人员开始寻找可以规避心血管风险的途径.目前发现,一方面可以通过施加较低的相对压力来降低BFR训练的心血管反应,使心血管反应在可控范围之内,另一方面可以使用单侧加压模式进行BFR训练,这可能是限制中枢和外周心血管反应的一种有益方法,在40%动脉闭塞压和30% 1RM强度的条件下,单侧加压比交替加压模式产生更小的心血管反应,未来应该能找到更多的途径来提高血流限制训练手段的安全性和有效性.[15]

关于血流限制训练对心血管系统影响的研究较少且不够深入,相关研究处于起步阶段,理论基础薄弱.不建议患有高血压和心力衰竭的特殊人群使用该训练方法.建议科研人员应该进一步研究加压条件下各种人群的心血管反应,全方位、多角度地寻找规避风险的途径,使血流限制训练手段具有医学保障.

2.3袖带宽度的不适效应

血流限制训练中,不合理的袖带宽度可能会存在一些潜在风险.不同BFR模式使用了不同袖带来限制血流,比如内有气囊的弹性带、尼龙气动袖带或传统的尼龙血压袖带.袖带种类繁多,使不同材质袖带宽度的最优化问题更加棘手.解决袖带宽度问题的突破口在于受试者个体受到的相对压力,对每个人施加相同绝对压力显然是不合理的,因为相同特定值压力可能等同于一些人的中等相对压力和其他人的高相对压力,应该考虑受试者对血流限制方案的限制压力的个性反应.因此,未来的血流限制研究应该考虑使用相对压力,根据肢体的大小和袖带的宽度进行个性化设置,而不是遵循传统的方法,对每个人施加相同的绝对压力.[16]可以先测量每个参与者的个体AOP(动脉闭塞压),然后采用相应的AOP百分比[17],这样,参与者锻炼的风险就降低了.如果贸然生搬硬套前人的血流限制方案,没有充分考虑袖带宽度和相对压力指标对受试者的影响,可能会使限制压力方案没有充分的科学依据,不仅使受试者产生不适感,导致高损耗率,而且有可能会损害身体健康.

2.4其他风险

目前,我国将BFRT作为备战北京冬奥会科技助力过程中的一种新方法进行推广和应用,然而有研究表明,BFR训练可能不利于运动员快速力量素质的发展.爆发力、弹跳力(反应力量)和起动力是快速力量的特殊表现形式.爆发力实质是指不同的肌肉间的相互协调能力、力量素质以及速度素质相结合的一项人体体能素质.弹跳力是力量素质的一种,指运用腰、腿肌肉群的爆发力使身体腾空到一定高度的能力.快速力量素質和与运动员的运动表现密切相关.研究人员应当进一步研究BFR训练对运动员快速力量素质的影响.日本著名学者研究发现,10周的BFR训练虽然改善了年轻男性肌肉大小和力量,但没有改善下肢纵跳的高度[18],这可能意味着该训练方法不利于提高运动员的快速力量速度.这一观点很快被否定,实验证明经过BFR训练,练习者的快速力量能力出现“延迟增益现象”[19],也就是说增强快速力量素质已经被肯定,但是要在训练后12天左右才会表现出来,这个时间可能因运动项目不同而不同,这也是运动员和教练员应该注意的地方.如果将BFRT应用到竞技运动员赛前专项训练过程中,身体其他运动素质达到超量恢复时,快速力量素质延迟增益,出现各项身体素质发展不同步,对运动员技术的完美发挥不利,比如举重运动员、铅球运动员[20]、短跑运动员等,所以,应用BFR训练来改善运动员快速力量素质还是有一定风险的.

3结论与建议

3.1结论

(1)在进行低强度BFR训练的基础上加入高强度抗阻训练可以有效刺激运动神经-肌肉,可以促进神经适应;对于单独低强度BFR训练是否引起受试者神经适应存在分歧,受试者出现神经适应现象可能与不同的血流限制方案有关.

(2)不同运动项目和运动形式与BFR训练的联合作用是研究者重点关注的方向,具有广阔的发展前景,亟需通过大量实证研究提供数据支撑,尽快形成包含各种限制方案指南的血流限制体系.

(3)离心运动与BFR训练联合,通过神经适应机制,不仅能导致对两侧肢体肌肉力量的交叉迁移,而且能导致上下肢体肌肉力量的交叉迁移;诱导肌肉力量交叉迁移的决定性因素可能是训练方式或训练模式的差异性,而不是BFR训练本身.

(4)BFR训练虽然在一定程度上限制了静脉血流动,但不会限制氧气的运输与利用,反而会提高机体氧气的运输和利用能力,提高体内氧气含量,改善有氧耐力;与常规抗阻训练相比,能量消耗程度更大的同时,超量恢复的速度更快.

(5)血流限制训练可能会导致运动性横纹肌溶解症、袖带宽度的不适效应和快速力量素质的延迟增益.

3.2建议

第一,建议血流限制方案采用相对限制压力,充分考虑个体差异;必须对练习者进行风险评估,避免因盲目训练而引发运动性横纹肌溶解症等疾病.

第二,不建议患有高血压和心力衰竭的特殊人群使用该训练方法.科研人员应该进一步研究加压条件下各种人群的心血管反应,全方位、多角度寻找规避风险的途径,使血流限制训练手段具有医学保障.

第三,血流限制训练可能会导致运动员快速力量素质延迟增益,建议各个项目的教练员在制定训练计划时要多加注意,保证运动员各项身体素质协调发展.

参考文献

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编辑:吴楠

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