部分睡眠剥夺对运动员运动表现影响的研究进展

陈子豪 贾君强

摘 要： 部分睡眠剥夺指一天的睡眠时间被限制在少于或等于6h以内的状态。通过整理相关文献发现，部分睡眠剥夺可能对运动员人群次日的运动表现产生负面影响，具体表现为传接球和击发球准确性下降、最大力量下降、反应时间增加、无氧表现下降和平衡能力削弱，同时可使运动员注意力下降、疲劳感增加和产生较多的消极情绪。研究发现根据时序特征可分为早起型部分睡眠剥夺和晚睡型睡眠剥夺，早起型部分睡眠剥夺对运动员人群次日的运动表现的危害可能较晚睡型更严重。建议加强运动员人群的睡眠教育；将运动员睡眠健康列入日常训练计划；对已经出现睡眠剥夺症状的运动员可采取午睡、咖啡因和褪黑素摄入等方法降低部分睡眠剥夺所带来的的危害。

关键词： 睡眠剥夺；部分睡眠剥夺；运动员；运动表现

中图分类号：G804

文献标识码：A

文章编号：1008－2808（2023）02－0079－09

Abstract：  Partial sleep deprivation refers to a condition in which sleep is limited to six or fewer hours a day. By collating the literature found that partial sleep deprivation could be negative influence on athletes the next day the performance， embodied in passing ball accuracy， maximum power， reaction time， anaerobic performance decline and balance ability weakened， at the same time can make the athletes of concentration， increased fatigue， and produce more negative emotions. According to the temporal characteristics， the study found that partial sleep deprivation could be divided into partial sleep deprivation at the end of the night （PSDEN） and partial sleep deprivation at the beginning of the night（PSDBN）. PSDEN may have more serious harm to athletes performance in the next day than PSDBN. It is suggested to strengthen sleep education among athletes; Include athletes sleep health in their daily training plan; Athletes who already have symptoms of sleep deprivation can take naps， caffeine and melatonin intake to reduce some of the harm caused by sleep deprivation.

Key words： Sleep deprivation; Partial sleep deprivation; Athletes; Athletic performance

睡眠通常被當作运动员训练、赛后恢复机能的一种重要方式。有研究表明，睡眠问题在运动员人群中非常普遍  ［1-2］ ，一项针对623名不同项目德国运动员赛前睡眠习惯调查发现65.8%的运动员在职业生涯中至少有一次赛前睡眠质量欠佳的经历  ［3］ ；另一项针对澳大利亚的283名高水平运动员睡眠问题的研究表明64%的运动员在赛前出现睡眠质量变差的情况  ［4］ 。许多运动员的在日常睡眠中不仅表现为睡眠时间短  ［5］ ，还表现出睡眠质量差的特点  ［6-8］ 。睡眠不足通常会对运动员造成一定的危害，例如运动表现下降  ［9］ 、比赛成绩不佳  ［10］ 、运动损伤概率提高  ［11］ 等。对比赛的思考  ［4］ 、训练比赛的疲劳  ［12］ 、年龄  ［13］ 、飞行时差  ［14-15］ 、负面情绪  ［16， 17］ 等因素都可能影响运动员人群的睡眠时长和质量。因此保持稳定的睡眠时长和质量对运动员人群的日常训练和比赛都是十分必要的  ［18］ 。

睡眠剥夺（sleep deprivation，SD）是一种没有得到充足睡眠的状态  ［19-20］ 。睡眠剥夺根据受试者睡眠被剥夺的时间特征可分为部分睡眠剥夺（partial sleep deprivation）和完全睡眠剥夺（total sleep deprivation）。部分睡眠剥夺指一天的睡眠时间被限制在少于或等于6h以内的状态  ［21］ ；完全睡眠剥夺是指持续清醒时间通常超过24h的状态  ［22］ 。

目前国内学者对于睡眠剥夺的研究主要集中于医学、心理学等学科，且主要以病人、学生、小白鼠等为研究对象，鲜有对运动员人群的研究。基于此，笔者于2022年3月29日，以“sleep deprivation”“performance”和“athlete”为检索主题词，设置检索文献类型为article，时间跨度为所有年份，对web of science、pubmed数据库进行检索搜集相关文献，为本研究奠定理论基础。

1 部分睡眠剥夺对运动员运动表现的影响

1.1 对专项运动技能的影响

前一晚少于6h的睡眠可能会对球类运动员的专项运动技能造成负面的影响。Vitale等（2021）在前一晚对12名青少年网球运动员进行了少于5h的睡眠干预，发现网球专项正反手发球和对角线击球的准确率显著下降  ［23］ ；在另一项针对16名大学生网球运动员夜间剥夺三分之一睡眠时间的研究中同样也证实了部分睡眠剥夺对网球发球准确率可能会造成负面影响  ［24］ ；Cook等（2011）对10名职业橄榄球后卫在前一晚剥夺4h的睡眠后，在次日进行左右手传球准确性测试，研究表明运动员传球准确性显著下降  ［25］ 。

由此可见，前一晚少于6h的部分睡眠剥夺会导致球类运动员的接传球、击发球等专项运动技能准确率下降，这类专项运动技能往往对球类运动比赛是十分重要的，教练员和运动员需要对此引起高度重视。

1.2 对体能的影响

在力量方面，部分睡眠剥夺可能对运动员次日的力量表现早晨负面影响。Souissi等（2013）对12名拥有十年以上全国比赛经历的男性黑带柔道运动员进行一晚的部分睡眠剥夺试验，研究发现部分睡眠剥夺显著降低了运动员肱二头肌的最大随意收缩力量和握力  ［26］ 。

在速度方面，学者普遍认为部分睡眠剥夺显著增加了次日运动员的反应时间。Jarraya等（2013）对12名男性手球守门员进行一晚4h睡眠剥夺干预后，于次日下午进行简单反应时测试，结果显示部分睡眠剥夺显著增加了运动员的简单反应时  ［27］ ，Romdhani等（2019）  ［28］ 、Paryab等（2021）  ［29］ 在试验后也得到了同样的结论。由此可见，部分睡眠剥夺会增加运动员的简单反应时间，具体表现为增加出发反应的时间。

在有氧耐力方面，Corona等（2019）对13名男性大学生运动员进行了剥夺4h的睡眠试验，采用Bruce运动平板测试和血乳酸指标于次日上午7时对运动员的有氧能力和血乳酸浓度进行评估，结果表示一晚4h的部分睡眠剥夺未对运动员有氧能力造成显著影响  ［30］ 。

在无氧耐力方面，研究结论存在较大分歧。Vitale等（2021）研究认为运动员在一晚少于5h的部分睡眠剥夺干预后对次日重复冲刺能力无影响  ［23］ ；Mougin等（1996）和Souissi等（2013）观点相同，认为前一晚的部分睡眠剥夺不会对运动员在次日的wingate测试中峰值功率、平均功率和峰值速率测试结果产生负面影响  ［26，31］ 。还有一部分学者认为部分睡眠剥夺可能会损害运动员次日的无氧能力表现。Mejri等（2016）采用yoyo间歇恢复测试对10名男性黑带国家级运动员进行了7h正常睡眠和部分睡眠剥夺的试验，研究发现次日下午运动员的yoyo间歇恢复测试成绩显著下降  ［32］ ；Abedelmalek 等（2014）和Paryab等（2021）持相同观点，认为4h的部分睡眠剥夺对运动员次日的wingate无氧功率测试中的峰值功率和平均功率均会造成负面影响  ［29，33］ ；Romdhani等（2019）在对14名黑带跆拳道男性运动员进行一晚4h睡眠剥夺后，在次日下午进行无氧冲刺跑测试，发现重复冲刺跑表现下降  ［28］ 。提示，部分睡眠剥夺对运动员次日的无氧能力影响存在争议，造成这种争议的可能原因是测试指标的不同，因此仍需进一步研究。

前一晚的部分睡眠剥夺会对次日运动员的平衡素质产生负面影响，已经得到普遍认同。Souissi等（2020）对14名73kg以下级别的柔道运动员进行一晚4h的睡眠剥夺试验，于次日早晨8点测量运动员的平衡表现，结果表明4h部分睡眠剥夺可能对柔道运动员的姿势控制产生负向且显著的影响  ［34］ ；Paryab等（2021）在一晚4h部分睡眠剥夺后对10名男性大学生运动员进行动静态平衡测试也得到相同的结论  ［29］ 。

1.3 对心理能力的影响

一晚部分睡眠剥夺对运动员的认知能力可能会产生负面影响，具体表现为增加次日白天的主观嗜睡  ［28］ 、使运动员次日注意力水平降低  ［35］ 、次日主观疲劳指数提高  ［36］ 、使运动员次日主观自愿承受的训练总负荷量大大降低  ［37］ 和表现出更多抑郁和紧张等消极情绪  ［38］ 等。這对于运动员日常训练和赛前心理状态调整是十分不利的，对于高水平运动员尤其是难美性项群运动员而言，部分睡眠剥夺所造成的次日过高的精神紧张会导致运动员在比赛中发挥失常；对于体能主导类项群的运动员来说，部分睡眠剥夺会显著影响次日的训练效果，使运动员抵触高量和高强度的训练计划，从而引起机体机能的劣变。

2 两种类型的部分睡眠剥夺对运动员运动能力的影响

在上述的研究中，学者们仅针对睡眠时长小于或等于6h的部分睡眠剥夺对运动员运动表现的影响进行研究。但是部分睡眠剥夺可能发生在运动员睡眠过程中不同的时段且不同时段的部分睡眠剥夺对运动员的运动表现影响也有所不同，由此部分学者将部分睡眠剥夺划分为早起型部分睡眠剥夺（partial sleep deprivation at the end of the night， PSDEN）和晚睡型部分睡眠剥夺（partial sleep deprivation at the beginning of the night， PSDBN）。 早起型部分睡眠剥夺指的是受试者在正常时间入睡，并于凌晨提早清醒且睡眠时间不足6h的状态；而晚睡型部分睡眠剥夺是指受试者推迟入睡时间，于正常起床时间清醒且睡眠时间不足6h的状态（见图1）。

由表2可知，在运动员姿势控制  ［34］ 、生理反应和血脂标志物  ［39］ 方面，早起型部分睡眠剥夺和晚睡型之间无明显差异。早起型部分睡眠剥夺对次日运动员人群的运动表现的危害可能较晚睡型严重。早起型部分睡眠剥夺可使次日下午运动员进行高强度运动和在运动中恢复的能力较晚睡型部分睡眠剥夺下降更多  ［32］ ，同时早起型部分睡眠剥夺还可使运动员次日下午在无氧运动中的峰值功率  ［28］ 、平均功率、肌肉力量较晚睡型降低  ［26］ ，简单反应时  ［35］ 和主观嗜睡  ［28］ 较晚睡型增加。晚睡型部分睡眠剥夺仅在选择性注意和持续性注意方面的影响大于早起型部分睡眠剥夺  ［35］ 。

提示，早起型部分睡眠剥夺对运动员次日下午的运动表现，特别是在短时间高强度运动方面的影响大于晚睡型部分睡眠剥夺，而两种类型的部分睡眠剥夺都不会影响运动员次日上午的运动表现。大型顶级赛事的决赛通常是在比赛地的下午或者晚上时间段举行，而早起型部分睡眠剥夺又会显著降低次日下午的运动表现，这对于以无氧供能运动为主的运动而言是十分不利的。因此教练员团队应正确认识两种类型部分睡眠剥夺的危害，结合心理、生理手段适时对出现部分睡眠剥夺症状的运动员进行及时的调控，以减小两种部分睡眠剥夺对次日运动员运动表现的伤害。

3 睡眠剥夺对人体运动表现影响的可能机制探讨

3.1 睡眠剥夺影响运动技能的可能机制

睡眠剥夺致使球类运动员传球、击球的准确性下降的可能机制是注意力水平的降低  ［25， 40］ 。球类运动员在比赛和训练中需要时刻保持较高水平的注意力水平，而睡眠剥夺导致的认知能力下降尤其是注意力水平下降可使运动员的传击球准确性下降。

3.2 睡眠剥夺影响体能的可能机制

力量素质是速度、耐力等人体运动素质的基础，睡眠剥夺对力量素质的影响可能扩散影响至其他素质的表现。睡眠对维持肌肉质量具有重要的作用，一项针对三月龄雄鼠的96h睡眠剥夺试验中，研究者发现96h睡眠剥夺减少了小鼠胫骨前肌的肌肉质量和肌纤维横截面积，同时睾酮显著减少、皮质酮显著增加  ［41］ 。另外一项对24名健康年轻男性进行了两晚标准睡眠和五晚每晚4h睡眠限制干预实验中，对干预前和干预后肌肉进行活检以此评估肌纤维蛋白合成，研究发现与对照组相比，4h睡眠剥夺组肌纤维蛋白质降低了19%  ［42］ 。上述两项实验均证明了在动物模型中睡眠剥夺可使分解代谢激素分泌的增加和合成代谢激素分泌的减少，这种激素模式可能会影响蛋白质合成和蛋白质降解之间的平衡，致使肌肉质量的损失，最终导致肌肉力量的下降。同时，睡眠剥夺不仅可使肌肉力量下降，还可使神经肌肉疲劳增加。研究发现部分睡眠剥夺后空手道运动员的有反向蹲跳（CMJ）表现下降，而无反向蹲跳（SJ）无明显差异  ［36］ 。研究表明CMJ测试最适合检测神经肌肉疲劳，因此推测睡眠剥夺后CMJ表现下降原因是神经肌肉疲劳  ［43］ 。

睡眠剥夺后运动员耐力表现的下降，其可能机制是夜间清醒时额外的能量消耗降低了次日运动前的肌糖原水平  ［44］ 。

睡眠剥夺后运动员平衡能力的降低已成为学者们的共识。睡眠剥夺后前庭系统效率的降低  ［45］ 、人体主观困意的增加  ［46］ 以及视觉输入处理速度的降低  ［47］ 都将会影响人体的姿势控制，使人体姿势摇摆程度增加导致平衡能力下降。

3.3 睡眠剥夺影响心理能力的可能机制

急性睡眠剥夺会显著影响人体认知水平已得到的学者的普遍支持，在行为层面体现为判断的正确率降低和反应时的增加，对注意、执行和长时记忆等认知功能产生负面影响  ［48］ ；在神经机制方面表现出额顶网络、背侧前扣带回、前脑岛等脑区激活程度的减弱，DMN相关脑区负激活程度的减弱，以及丘脑激活的“不稳定状态”  ［49-51］ 。

急性睡眠剥夺将使个体积极情绪减少，更易产生抑郁、焦虑、愤怒的消极情绪  ［52-53］ ，增加主观疲劳感  ［54］ ，使运动员抵触长时间、高强度的枯燥训练，这在体能类项目中较为明显。造成这一现象的神经机制是杏仁核的过度激活，内侧前额叶激活程度的减弱，杏仁核与内侧前额叶功能连接的减弱，以及背侧前扣带回激活程度的增强和前脑岛激活程度的减弱  ［50， 55］ 。

3.4 早起型部分睡眠剥夺较晚睡型对运动表现损害更大的可能機制

PSDEN对运动员次日下午的短时间高强度运动表现的损害大于PSDBN，其生理机制可能是如下几个方面：（1）葡萄糖代谢。人体在清醒状态下的葡萄糖代谢速度最快，其次是快速眼动睡眠阶段，非快速眼动睡眠阶段葡萄糖代谢最慢  ［56］ 。人体在夜间睡眠遵从非快速眼动睡眠-快速眼动睡眠交替循环的规律，在夜间睡眠后期快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠占据主导，此时人体葡萄糖代谢速度较慢。若此时过早清醒可能会导致更大的糖原消耗，糖原又是短时间高强度运动的主要供能物质，因此可能在一定程度上降低人体对短时间高强度运动的表现。（2）快速眼动睡眠的缺失。研究发现快速眼动睡眠期间出现肌肉紧张，其主要作用是提高肌肉效率和恢复  ［57］ 。快速眼动睡眠在夜间睡眠后半段占据主导，过早清醒导致快速眼动睡眠阶段的减少可能致使肌肉恢复不佳从而对运动表现产生负面影响。（3）肌肉损伤和炎症。一项研究表明肌酸激酶和肌红蛋白在PSDEN后升高而在PSDBN后无明显变化，PSDEN后所造成的心脏和肌肉损伤可能大于PSDBN  ［39］ 。同时，研究者发现PSDEN后短时间高强度运动所引起的炎症更大  ［28］ 。由此可推测，PSDEN后较大的肌肉损伤和炎症可能在一定程度上削弱运动表现。

4 結论与建议

4.1 结 论

部分睡眠剥夺可能对运动员人群次日的运动表现产生负面影响，具体表现为传接球和击发球准确性下降、最大力量下降、反应时间增加、无氧表现下降和平衡能力削弱，同时可使运动员注意力下降、疲劳感增加和产生较多的消极情绪。早起型部分睡眠剥夺对运动员次日下午的运动表现，特别是在短时间高强度运动方面的负面影响大于晚睡型部分睡眠剥夺，而两种类型的部分睡眠剥夺都不会影响运动员次日上午的运动表现。

4.2 建 议

加强运动员人群的睡眠教育，养成良好的睡眠习惯；将运动员睡眠健康列入日常训练计划，进行长期监控；对已经出现睡眠剥夺症状的运动员可采取午睡、咖啡因和褪黑素摄入等方法降低部分睡眠剥夺所带来的的危害。

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