孫宇斌，楊紫強(qiáng)，林文杰，羅壽貴

加壓訓(xùn)練（KAATSU training）發(fā)現(xiàn)于1960年代，但僅在近20年來被國內(nèi)外所重視研究和應(yīng)用，國內(nèi)研究尚有欠缺。加壓訓(xùn)練是一種通過對(duì)肢體根部綁置加壓袖帶，對(duì)血管施加額外的壓力，使肢體血流受限，營造局部缺血缺氧的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法，因此也被稱為血流限制訓(xùn)練（blood flow restriction training，BFR）［1－2］。國外已有大量研究證實(shí)加壓訓(xùn)練使機(jī)體產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)比傳統(tǒng)訓(xùn)練模式更劇烈、更能提高肌肉力量和肌肉圍度等［3－4］。加壓訓(xùn)練改變身體機(jī)能的機(jī)制有待深入探究。

近紅外光譜技術(shù)（near infrared spectroscopy，NIRS）是近年來被廣泛運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)生物醫(yī)學(xué)的重要監(jiān)控手段，利用骨骼肌組織中氧合血紅蛋白（HbO2）與還原血紅蛋白（Hb）對(duì)光吸收波長(zhǎng)不同的特點(diǎn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)肌氧含量的百分比，靈敏的反映肌肉組織中攝氧與氧耗的動(dòng)態(tài)平衡情況［5］。運(yùn)用該技術(shù)監(jiān)測(cè)肌氧飽和度有無損、連續(xù)、實(shí)時(shí)、高效等優(yōu)點(diǎn)，為體育領(lǐng)域科學(xué)化訓(xùn)練提供更高效的監(jiān)控手段［6］。

本研究將采用近紅外光譜技術(shù)（USA）監(jiān)測(cè)加壓跑臺(tái)訓(xùn)練與傳統(tǒng)跑臺(tái)訓(xùn)練對(duì)肌氧飽和度的變化規(guī)律，同時(shí)運(yùn)用血氧飽和度儀（USA）監(jiān)測(cè)兩組血氧飽和度變化情況，探討加壓與對(duì)照組狀態(tài)下肌氧飽和度的差異，對(duì)比肌氧飽和度與血氧飽和度的變化規(guī)律，為加壓訓(xùn)練的應(yīng)用與機(jī)制研究提供參考依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

篩選某高校40名田徑專項(xiàng)班學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，所有受試者均無運(yùn)動(dòng)疾病史，身體健康，實(shí)驗(yàn)前三個(gè)月內(nèi)無大強(qiáng)度系統(tǒng)訓(xùn)練，受試者簽署知情同意書，熟悉實(shí)驗(yàn)具體流程和要求。受試者基本情況見表1

表1 受試者基本情況一覽

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟與指標(biāo)測(cè)試方法

1.2.1 恒定負(fù)荷跑臺(tái)測(cè)試步驟

將受試者隨機(jī)分為加壓組與對(duì)照組組，每組20人，告知受試者的訓(xùn)練前48小時(shí)內(nèi)避免劇烈運(yùn)動(dòng)，加壓組在兩大腿根部綁置加壓袖帶，加壓壓力為200mmHg，對(duì)照組組則無需加壓且運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和形式一致，將測(cè)試儀器安裝于相應(yīng)位置，測(cè)試心率（HR）、肌氧飽和度（SMO2）和血氧飽和度（SpO2），然后進(jìn)行跑臺(tái)訓(xùn)練，在跑臺(tái)上進(jìn)行5分鐘慢跑熱身后休息5min，加壓組綁上加壓袖帶，然后進(jìn)行15min恒定負(fù)荷跑臺(tái)訓(xùn)練（配速8.4km／h），分別記錄訓(xùn)練前、運(yùn)動(dòng)5min、10min、15min、恢復(fù)1min、3min和5min的HR、SMO2、SpO2。

1.2.2 心率與血氧飽和度測(cè)試

受試者佩戴Polar H7胸式心率表和Nonin指夾式血氧飽和度傳感器，熱身后休息5min，心率恢復(fù)至安靜水平，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后記錄訓(xùn)練前、運(yùn)動(dòng)5min、10min、15min和恢復(fù)1min、3min、5min的HR和SpO2。

1.2.3 肌氧飽和度測(cè)試

采用Moxy肌氧監(jiān)測(cè)儀（USA）進(jìn)行近紅外組織肌氧飽和度連續(xù)監(jiān)測(cè)。將傳感器探頭安置該運(yùn)動(dòng)的原動(dòng)?。伤念^肌外側(cè)頭上，檢測(cè)定點(diǎn)位于髕骨正中點(diǎn)上10～12cm股四頭肌外側(cè)頭肌腹上，在探頭與大腿之間貼上一層透光薄膜，防止運(yùn)動(dòng)中汗水影響儀器的精準(zhǔn)度，探頭固定后用黑色遮光繃帶將探頭包裹住，防止測(cè)試過程中漏光或避免外界光干擾測(cè)試結(jié)果，繃帶的松緊度要適宜，既能防止探頭脫落也不會(huì)過緊影響局部血流現(xiàn)象，佩戴就緒后接通所有接收設(shè)備，等待調(diào)試基線穩(wěn)定后開始正式測(cè)試，并記錄訓(xùn)練前、運(yùn)動(dòng)5min、10min、15min和恢復(fù)1min、3min、5min的SMO2。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

收集兩組訓(xùn)練前、運(yùn)動(dòng)5min、10min、15min、恢復(fù)1min、3min和5min的HR、SMO2、SpO2測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行處理，結(jié)果均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（ˉx±S）表示，組間對(duì)比采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，指標(biāo)間對(duì)比采用相關(guān)分析方法，P＜0.05為顯著性差異，P＜0.01為非常顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 加壓與對(duì)照組跑臺(tái)訓(xùn)練對(duì)HR、SMO2，及SpO2的影響

通過表2加壓組與對(duì)照組各指標(biāo)數(shù)據(jù)做獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，心率（HR）的變化特征相似，隨著運(yùn)動(dòng)量的增加而逐漸加快，訓(xùn)練前無顯著性差異，運(yùn)動(dòng)5min至15分鐘區(qū)間各個(gè)時(shí)相兩組心率均出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），恢復(fù)1min、3min仍然存在顯著性差異，恢復(fù)5min后心率降至與運(yùn)動(dòng)前水平相近。肌氧飽和度（SMO2）在訓(xùn)練前兩組無顯著性差異，但在運(yùn)動(dòng)5min、10min、15min和恢復(fù)1min、3min、5min均存在顯著性差異（P＜0.05）；而血氧飽和度（SpO2）兩組變化趨勢(shì)相似，僅在運(yùn)動(dòng)15min和恢復(fù)1min存在顯著性差異（P＜0.05），其余時(shí)相均無顯著性差異。

表2 加壓與對(duì)照組跑臺(tái)訓(xùn)練各指標(biāo)的變化情況

2.2 加壓跑臺(tái)訓(xùn)練對(duì)HR、SMO2、SpO2變化的關(guān)系

通過表3加壓組個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，SMO2與HR存在高度負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r＝－0.891（P＜0.01），SMO2與SpO2存在高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r＝－0.945（P＜0.01）；與表4對(duì)照組相關(guān)性分析結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，兩組的結(jié)果相似，對(duì)照組中SMO2與HR存在高度負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r＝－0.944（P＜0.01），SMO2與SpO2存在高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r＝0.963（P＜0.01）。

表3 加壓組HR、SMO2、SpO2之間的相關(guān)性

表4 對(duì)照組HR、SMO2、SpO2之間的相關(guān)性

3 分析與討論

3.1 對(duì)照組組與加壓組對(duì)SMO2影響的對(duì)比分析

大量研究證實(shí)，工作肌組織中肌氧含量下降必定對(duì)運(yùn)動(dòng)能力造成較大的影響，尤其是有氧能力［7］。當(dāng)運(yùn)動(dòng)量或運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不斷增大時(shí)，機(jī)體所攝入的氧量小于機(jī)體所消耗的氧量，同時(shí)也因?yàn)閮?nèi)臟器官惰性的存在，造成氧供失衡，此時(shí)機(jī)體就開始依賴血液中氧合血紅蛋白（HbO2）離解產(chǎn)生的氧氣供組織利用，維持相應(yīng)強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)能力，此時(shí)SMO2逐漸下降；SMO2不但受氧供需平衡，氧分壓下降的單一因素影響，肌組織中PH值下降、二氧化碳分壓升高等因素也會(huì)影響SMO2［8－10］。本研究中對(duì)照組與加壓組對(duì)比，加壓組不但受運(yùn)動(dòng)氧耗相對(duì)更大所致氧分壓下降的影響，而且受外部加壓袖帶的壓力影響，外力導(dǎo)致局部血流受限，血流速度降低，運(yùn)動(dòng)肌組織提前進(jìn)入相對(duì)缺氧狀態(tài)，氧運(yùn)輸速率下降，同時(shí)，缺氧部位即便在相對(duì)低的強(qiáng)度氧供應(yīng)不能滿足有氧供能的需求，過早進(jìn)入糖酵解供能，此時(shí)更容易發(fā)生乳酸堆積，PH值下降，進(jìn)一步影響SMO2，使氧合血紅蛋白（HbO2）加快離解出氧氣供組織利用，維持氧供需平衡［11－12］，因此出現(xiàn)表2顯示的運(yùn)動(dòng)5min起至運(yùn)動(dòng)結(jié)束與對(duì)照組SMO2出現(xiàn)顯著性差異；恢復(fù)期耗氧量雖有下降，SMO2逐漸上升，但在恢復(fù)至5min時(shí)均沒達(dá)到訓(xùn)練前水平。由于加壓壓力在恢復(fù)期仍然存在，加壓組SMO2氧合速度慢于對(duì)照組組，兩者存在顯著性差異，因此，在對(duì)比之下不難發(fā)現(xiàn)加壓與一定強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)均可使SMO2下降，且證明了加壓條件下運(yùn)動(dòng)雙重負(fù)荷干預(yù)下，SMO2下降的速度更快，幅度更大。

3.2 SMO2與SpO2的變化關(guān)系分析

SMO2與SpO2均能反映供氧程度的能力，氧分壓、二氧化碳分壓、PH值、溫度等因素影響，氧離曲線相似，測(cè)試人體指端SpO2主要反映動(dòng)脈血中血氧含量，因此SpO2更主要受氧分壓的影響，一般安靜時(shí)正常范圍在95%～98%［13］，SMO2測(cè)試位置是運(yùn)動(dòng)中的工作肌群，肌組織中靜脈血流速度較動(dòng)脈血慢，因此測(cè)試值主要反映了靜脈SMO2，由于隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增大，運(yùn)動(dòng)代謝產(chǎn)物首先堆積于工作肌群，從而造成SMO2在不同時(shí)相下降幅度均大于SpO2（見表2），但二者均呈現(xiàn)出相似的下降趨勢(shì)，因此SMO2與SpO2具有高度正相關(guān)。

雖然SMO2與SpO2生理意義不同，但在運(yùn)動(dòng)過程與恢復(fù)過程二者變化相似，在恢復(fù)5min均能恢復(fù)至接近訓(xùn)練前水平，加壓狀態(tài)下的SMO2和SpO2與血循正常狀態(tài)下的SMO2與SpO2氧合水平基本恢復(fù)至訓(xùn)練前水平，證明了即便肢體在加壓限制血流致相對(duì)缺血缺氧狀態(tài)下氧合仍然正常進(jìn)行，這一結(jié)論與馬國東等相關(guān)研究證實(shí)缺氧狀態(tài)下個(gè)體低氧的適應(yīng)能力結(jié)論基本一致［14－15］。本實(shí)驗(yàn)僅揭示加壓訓(xùn)練影響SMO2的機(jī)體適應(yīng)現(xiàn)象及變化規(guī)律，加壓訓(xùn)練提高運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)制有待更精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)。

4 結(jié)論

1.肌氧飽和度（SMO2）在運(yùn)動(dòng)開始后逐漸下降，在加壓袖帶的額外壓力下，機(jī)體承受雙重負(fù)荷，SMO2下降更為顯著，各個(gè)時(shí)相下降幅度更大，恢復(fù)更慢，但最終仍可恢復(fù)至運(yùn)動(dòng)前水平或接近運(yùn)動(dòng)前水平，體現(xiàn)加壓訓(xùn)練可塑性運(yùn)用價(jià)值，更大限度刺激肌肉組織利用氧的能力。

2.肌氧飽和度（SMO2）與血氧飽和度（SpO2）變化無論在加壓組還是對(duì)照組均呈現(xiàn)高度正相關(guān)，SMO2隨著SpO2的下降而下降，證明SMO2如同SpO2一樣能表現(xiàn)機(jī)體運(yùn)輸氧和利用氧的能力。