李 男，檀志宗

在運動的不同時機使用冷水浸泡（Cold Water Immersion，CWI）和 全 身 冷 凍 療 法 （Whole Body Cryotherapy，WBC）作為預防運動能力衰減、減緩疲勞和加速恢復手段的應用越來越多。CWI通常是指在低于體溫的水中進行局部或全身浸泡，使用溫度依據(jù)使用目的而有所不同，如預冷常用23~24℃，而作為恢復手段采用10~15℃。WBC通常是短時間暴露在低于-110℃的環(huán)境，對全身進行冷刺激。WBC最早應用于臨床上類風濕等相關疾病的治療，起到減少疼痛、腫脹和炎癥以及放松肌肉、增加活動范圍的作用[1]。近年來，CWI和WBC開始應用到體育領域，用來避免損傷、改善運動能力及促進運動能力恢復。CWI和WBC被認為是通過降低組織溫度減緩核心溫度升高，進一步改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能、減少心血管應激、清除聚集的代謝產(chǎn)物、改善自主神經(jīng)系統(tǒng)功能、促進運動能力的恢復、減少運動引起的肌肉損傷的手段[2]。另外，不同干預時間對機體的作用機制不同，對運動表現(xiàn)的影響各異。

本文將闡述不同環(huán)境下，在運動前、運動中以及運動間歇、運動后使用CWI和WBC對運動能力的影響，以期為該技術在運動領域的應用提供理論依據(jù)。

1 運動前CWI和WBC對運動能力的影響

1.1 運動前CWI對運動能力的影響

在不可代償?shù)臒釕は拢óa(chǎn)熱速度大于散熱速度），過度的熱量聚集會影響運動能力和運動表現(xiàn)，情況嚴重時甚至會損害運動員的健康。一些內部和外部的因素可以用來作為預冷的手段，通過降低機體核心溫度緩解心血管壓力，并保持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)，可以有效、合理提高運動員在高溫環(huán)境中表現(xiàn)[3]。CWI是其中比較常用的預冷方法。CWI有多種方案，但作為預冷選擇在22~30℃（常用23~24℃）水溫中全身浸泡30 min，或肢體節(jié)段（如腿部）在更低的水溫（10~18℃）中浸泡。較低體溫可能有益于熱環(huán)境中的持久運動（例如長距離自行車、網(wǎng)球和團隊項目），這些項目的熱應激水平更高。Stevens等[4]比較了CWI（23~24℃，30 min）作為預冷手段對于高溫環(huán)境（33℃）中5 km跑的影響，結果發(fā)現(xiàn)CWI作為預冷手段，可以提高跑步運動表現(xiàn)。Maia-Lima等[5]比較了高溫（35℃）和常溫（24℃）環(huán)境下，預冷CWI（24℃，至核心溫度下降）和不預冷對30 km自行車運動表現(xiàn)的影響，發(fā)現(xiàn)預冷可以減少高溫環(huán)境下運動表現(xiàn)的下降，但是不能完全逆轉溫度過高對運動能力的影響。Choo等[6]利用Meta分析，發(fā)現(xiàn)CWI可改善運動表現(xiàn)的熱敏感性，但是沒有改變運動結束時的核心溫度和皮膚溫度?；跈C能增進和體溫調節(jié)的觀點，研究者認為CWI可能作為預冷的手段更有效，其可以通過降低機體溫度來提升運動能力。

對于常溫環(huán)境中進行爆發(fā)力項目（例如沖刺、跳躍、投擲）來說，CWI等降溫策略可能無法提高運動表現(xiàn)，甚至有可能會影響運動能力。這可能是由于末梢血管收縮，肌肉溫度下降，神經(jīng)傳導速度減弱，最大自主等長肌力以及本體感覺下降，動態(tài)控制能力下降等因素造成[7-9]。Deshmukh等[10]證實CWI（15℃，20 min）可能引起靜態(tài)控制能力下降以及踝關節(jié)跖屈背屈、內外翻肌力下降。Howard等[11]比較了不同溫度（12℃、22~23℃、35.5℃）浸泡對于等速和等長力量的影響，發(fā)現(xiàn)CWI使得肌肉峰力矩、平均功率和總功率下降。Macedo等[12]發(fā)現(xiàn)CWI（4℃，20 min）后在踝關節(jié)內翻任務中，下肢肌肉肌電活動下降，這種影響持續(xù)到浸泡后30 min。Fullman等[13]也證實CWI（冰水，15 min）對于動態(tài)穩(wěn)定任務有副作用。Schniepp等[14]研究了CWI（12℃，15 min）對自行車沖刺能力（30 s）的影響，發(fā)現(xiàn)CWI后最大和平均功率分別下降了13.7%和9.5%。這種對神經(jīng)肌肉功能的不利影響可能無法通過冷習服恢復。Jones等[15]進行7 d冷習服訓練（10℃，90 min）在第1天、第4天、第7天進行自行車測試，結果CWI后運動能力下降，而且7 d后并沒有恢復。

然而并不是所有的研究都支持CWI會對神經(jīng)肌肉功能產(chǎn)生不利影響。Miniello等[16]的研究認為CWI（12.8~15.6℃，20 min）不影響在起跳落地任務中的動態(tài)控制能力。Costello等[17]通過三維動作分析來評價CWI（14℃，30 min）對關節(jié)位置覺的影響，發(fā)現(xiàn)CWI沒有顯著影響關節(jié)位置覺。Khanmohammadi等[18]也證實CWI（6℃，15 min）對于踝關節(jié)跖屈和背屈的關節(jié)位置覺沒有受到影響。由于溫度對肌纖維募集的影響，可能造成肌力的下降，而對本體感覺的影響造成的差異，可能和浸泡溫度以及持續(xù)時間有關。雖然尚不能證實運動前進行CWI會增加損傷的風險，但是考慮到冷刺激對神經(jīng)肌肉活動的影響，如肌纖維募集能力下降，建議專業(yè)運動員在進行CWI后重新熱身后再進行活動[19]。

1.2 運動前使用WBC對運動能力的影響

WBC通常采用的溫度為-140℃到-110℃，時間為30 s~3 min不等。有觀點認為，在運動之前WBC可能通過減少疼痛和疲勞等因素來提高運動表現(xiàn)，但同樣有觀點認為，運動前使用WBC可能由于溫度降低導致對神經(jīng)肌肉系統(tǒng)造成不利的影響。Westerlund等[20]發(fā)現(xiàn)單次WBC（-110℃，3 min）減少跳深的騰空時間。徐萌等[21]發(fā)現(xiàn)WBC（-120℃，3 min）后即刻、10 min、20 min和30 min后的縱跳能力降低。但也有研究認為WBC不影響運動表現(xiàn)。Ferreira-Junior等[22]比較了WBC（-110℃，3 min）對神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的影響，發(fā)現(xiàn)WBC之前30 min和之后10 min肘關節(jié)等速肌力活動沒有變化，認為運動之前WBC不會影響肘關節(jié)的神經(jīng)肌肉表現(xiàn)。Klimek等[23]觀察了單次WBC（-130℃，3 min）對于下肢最大無氧功的影響，受試者在接受WBC之后15 min、30 min、45 min、60 min、75 min、90 min后進行Wingate測試，在任何時間都沒有發(fā)現(xiàn)功率的差異，并發(fā)現(xiàn)了男子運動員45 min后和女子運動90 min后達到無氧時間較短，作者認為WBC可能對于超大強度的訓練短期效果不明顯，但是對于改善起始階段的速度有效。Costello等[24]發(fā)現(xiàn)WBC（-110℃，3 min）并沒有影響關節(jié)位置覺、最大等長收縮、力量覺。Partidge等[25]認為多次的WBC在比賽前可作為預冷的手段來提高運動表現(xiàn)。運動前使用WBC是否影響運動能力仍存爭議，另外，WBC使用的溫度較低，而持續(xù)時間相對較短，是否能夠使肌肉溫度降低需要進一步研究。

在運動前，CWI作為預冷的手段對于熱應激比較大的項目具有減緩運動能力下降的作用，而其對于神經(jīng)肌肉功能存在爭議，如，肌肉力量下降，本體感覺和肌肉控制結果不一致。WBC可能由于使用時間較短，因此對神經(jīng)-肌肉不利作用并不確定。

2 運動間歇CWI和WBC對運動能力的影響

間歇性的團隊運動進行長時間、低強度、耐力性運動或高強度、短時間運動時，運動能力在下半場或后程顯著下降。此外，部分項目可能會出現(xiàn)一天多賽的情況。如何減緩運動能力的下降成為關注的重點。近年來，一些研究探討了在2場比賽之間或訓練組間應用CWI、WBC作為恢復手段減緩運動表現(xiàn)的下降。

2.1 運動間歇CWI對運動能力的影響

隨著運動進行，體溫會隨之上升，熱應激壓力增大，特別是在高溫環(huán)境下。在運動間歇進行CWI，可能起到加快恢復，減緩運動能力下降的作用。Piffer等[26]比較了高溫環(huán)境（35℃）下，2組自行車訓練的15 min間隙內進行CWI（14℃，5 min）和不進行CWI的2種方式對隨后運動能力的影響，發(fā)現(xiàn)CWI加強了隨后的4 km自行車測試中的功率，但是動作的經(jīng)濟性和最大攝氧量沒有改變。研究者認為高熱環(huán)境中，高強度耐力表現(xiàn)在5 min干預后加強。Yearing等[27]比較了高溫環(huán)境（27℃）下，2組運動中分別采用CWI（13.98℃，12 min）、CWI（5.23℃，12 min）加治療進行干預后的表現(xiàn)，結果發(fā)現(xiàn)CWI加強第二次運動時的表現(xiàn)。Vaile等[28]比較了高溫環(huán)境下（32.8℃）在2組30 min自行車運動間歇（1 h）應用不同溫度CWI（10℃、15℃、20℃，15 min），對隨后30 min自行車表現(xiàn)的影響，發(fā)現(xiàn)不同溫度的CWI均可減緩隨后運動能力的下降。

另外，CWI被證實也可以減緩常溫中運動能力的下降。Erg?a等[29]發(fā)現(xiàn)常溫環(huán)境[（20±1）℃]自行車運動間歇使用CWI（8℃，2.5 min）減緩了團隊項目長時間沖刺表現(xiàn)下降的趨勢，原因可能是核心溫度的下降和相關熱儲備能力的提高。MaCarthy等[30]的研究中，2組常溫環(huán)境（19℃）力竭自行車測試間歇使用CWI（8℃，5 min和10 min）對隨后運動能力的影響，發(fā)現(xiàn)CWI增加了運動到力竭的時間。在2組高強度訓練間歇15 min內，分別進行靜坐、CWI（8℃）、CWI（15℃），第2次運動時，安靜對照組運動到力竭時間顯著下降，而2個CWI組則沒有，且CWI直腸溫度降低[31]。

然而，在短時間、爆發(fā)力項目組間或中場進行CWI可能會有不利的影響。Parouty等[32]在2組100 m游泳沖刺模擬比賽間歇30 min內采用CWI（14℃，5 min），雖然疲勞的感覺得到改善，但是游泳的速度減慢。Didehdar等[33]的研究中，運動員在沖刺跑和縱跳后即刻進行CWI（5℃，15 min），在CWI后2 min、5 min、15 min、20 min、25 min、30 min后進行測試，發(fā)現(xiàn)CWI對于沖刺能力的不利影響持續(xù)到20 min，而縱跳影響持續(xù)到10 min。

通過以上研究發(fā)現(xiàn)運動中或運動間歇進行CWI對不同運動類型的運動能力效果不一。運動中或運動間歇進行CWI可提高長時間、耐力性運動或長時間、高強度、間歇性運動的能力，其可能機制為減輕運動熱應激壓力、增加熱儲備能力、促進靜脈回流、激活副交感系統(tǒng)，甚至產(chǎn)生心理效應（安慰劑）[34]。但由于CWI會降低肌肉溫度、抑制神經(jīng)肌肉活動、使肌纖維募集能力下降，因此對短時間爆發(fā)力項目組間或中場進行CWI可能對此類型的運動能力的提升無效或降低運動能力。

2.2 運動間歇WBC對運動能力的影響

WBC由于使用條件的限制，在運動中或運動間歇的應用研究較少。Krüger等[35]通過隨機實驗，對11名耐力運動員隨機測試2次5×5 min高強度跑，相隔60 min，休息期分別進行WBC（-110℃，3 min）或安靜休息，發(fā)現(xiàn)WBC可促進常溫環(huán)境下（21℃）高強度間歇跑能力的恢復。部分身體冷凍療法（Partial-Body Cryotherapy，PBC）作用機理與WBC相同。Ferreira-Junior等[36]研究中，PBC減少了2組高強度訓練（40 min間歇）離心峰力矩和總功率的下降。關于運動間歇應用WBC對于運動能力的影響尚需要更多的研究證實。

高溫或常溫環(huán)境下，運動間歇使用CWI和WBC對于熱應激較高的項目具有促進運動能力恢復的效果，但對于爆發(fā)性項目可能有不利的影響。在運動間歇使用CWI和WBC需要權衡利弊。

3 運動后CWI和WBC對運動能力的影響

3.1 單次CWI和WBC對運動能力的影響

近年來，CWI和WBC冷凍療法作為恢復手段使用越來越多，單次使用2種手段對于是否促進運動能力的恢復受到很多學者的關注。

3.1.1 運動后單次CWI對運動能力恢復的影響

CWI在運動后作為恢復手段應用越來越多，被認為可以通過改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞、減少心血管應激、加強肌肉代謝、減少體溫調節(jié)的需求來保持力的產(chǎn)生，促進運動能力恢復[2,37]。目前，比較推薦使用溫度為10~15℃，浸泡時間為5~15 min。大部分研究證實，運動后CWI可以促進運動能力的恢復。Leeder等[38]在多次沖刺任務后進行CWI（14℃，14 min）干預后24 h再次進行測試，結果顯示CWI組沖刺能力高于對照組。Ingram等[39]比較了球類項目運動員在模擬專項訓練后分別進行CWI（10℃，15 min）、冷熱交替（10℃，40℃）以及安靜對照，發(fā)現(xiàn)CWI干預減少24 h后等長力量的衰減，且沖刺能力恢復較快。因此，研究者認為CWI對于團隊項目訓練后恢復效果比冷熱交替和安靜對照好。Ascens?o等[40]的研究在運動員足球比賽后將其隨機分組2組，分別進行CWI（10℃，10 min）和溫水浸泡（35℃，10 min），干預后30 min、24 h、48 h進行神經(jīng)-肌肉功能測試，結果顯示CWI組股四頭肌的力量恢復更快。Caicia等[41]比較了在專項訓練后進行CWI[（8.9±0.6）℃，18 min]干預，結果顯示CWI組在12 h后運動30 s連續(xù)縱跳表現(xiàn)優(yōu)于對照組。Robert[42]發(fā)現(xiàn)CWI（10℃，10 min）可以改善高強度訓練6 h后次最大強度的肌肉功能。Afsharnezhad等[43]將15名空手道運動員在模擬比賽后進行CWI[（12±1）℃，20 min]干預，指出CWI可以改善24 h后動態(tài)平衡和無氧表現(xiàn)。Tabben等[44]發(fā)現(xiàn)綜合格斗模擬比賽后24 h應用CWI可以改善沖刺能力和自我感覺。同樣，有研究表明CWI[（6.0±0.5）℃，19 min）干預改善了巴西柔術運動員24 h后的爆發(fā)力[45]。Brophy-Williams等[46]比較了運動后即刻和3 h后CWI（15℃，15 min）對運動能力的影響，發(fā)現(xiàn)即刻CWI組24 h后Yo-Yo測試表現(xiàn)更好，但是3 h后浸泡仍有治療效果。Roswell[47]證實，間歇跑后進行CWI（10℃，60 s，5組）可以改善9 h后自行車運動能力。

然而，也有研究發(fā)現(xiàn)CWI沒有促進運動能力的恢復。Peiffer等[48]比較了力竭運動后25 min，進行5 min、10 min、20 min的CWI（14℃），結果發(fā)現(xiàn)3種干預后等長力矩都下降，可能和浸泡時間較晚有關。Nunes等[49]在橄欖球比賽后進行CWI（10℃，10 min），發(fā)現(xiàn)CWI改善了72 h后炎癥和疲勞情況，但是沒有改善72 h后與速度相關的指標。Moreira等[50]發(fā)現(xiàn)室內足球運動后CWI[（15±1）℃，12 min]沒有改善治療后24 h反向跳和反復跳躍的能力。Rupp等[51]比較了CWI（12℃，15 min）對足球運動員Yo-Yo測試和縱跳的影響，發(fā)現(xiàn)CWI 48 h后對運動表現(xiàn)沒有影響。

將目前的研究總結，發(fā)現(xiàn)運動后CWI的效果存在一定的差異，可能和不同的訓練模型（損傷模型、疲勞模型等）以及再次測試運動能力的時間有關，如果測試時間較短，則冷刺激對神經(jīng)肌肉的不利影響還沒有完全恢復[48]，測試時間較長[49-51]，則可能訓練引起的運動能力已經(jīng)完全恢復。

3.1.2 運動后單次WBC對運動能力恢復的影響

近年來，WBC作為訓練后的恢復手段使用越來越多，WBC被認為可能對運動性肌肉微損傷產(chǎn)生積極影響。部分研究采用了較易產(chǎn)生肌肉損傷的模型。Ferreira-Juniro等[52]的研究中，2組健康男性在多組跳深訓練后，分別進行PBC和安靜休息，結果發(fā)現(xiàn)，PBC組峰力矩在96 h恢復到基礎水平，而且在72 h和96 h高于對照組。Hausswirth等[53]的研究中，9名跑步者在連續(xù)3周進行疲勞性跑臺跑后，分別進行WBC（-110℃，3 min）、遠紅外線療法、被動休息3種干預手段后24 h、48 h疲勞相關指標的監(jiān)控，WBC組最大等長力量在24 h后恢復，遠紅外線組在48 h后恢復，而被動休息組在48 h后沒有完全恢復。Rose等[54]通過對文獻進行總結發(fā)現(xiàn)，WBC可以促進肌肉力量的恢復。盡管有研究證實WBC干預后沒有改變最大自主收縮的恢復情況，這與受試者采用不同的運動模型以及受試者沒有經(jīng)過專業(yè)訓練[24]，干預后30 min就進行測試，肌肉溫度較低，能力沒有完全恢復，或運動模型的差異有關[55]。

3.1.3 單次CWI和WBC對運動后恢復的比較

CWI和WBC均被認為具有促進運動能力恢復的作用，但是2種方法使用效果是否存在差別有待闡明。Aba?dia等[56]證實CWI（10℃，10 min）組在離心損傷后72 h反向跳的表現(xiàn)相較于WBC（-110℃，3 min）組更好。Hohenauer等[57]比較了在肌肉損傷之后，CWI（10℃，10 min）和PBC（-60℃，30 s，-110℃，3 min）后24 h、48 h、72 h的縱跳能力和最大自主等長收縮，發(fā)現(xiàn)2組在24 h后都恢復到基礎水平。2種方法對恢復能力效果的研究目前尚不充分，需要進一步證實。

3.2 多次CWI和WBC對運動能力的影響

連續(xù)多次應用CWI和WBC在訓練中具有同樣的意義。長期的疲勞如果的得不到恢復，可能會出現(xiàn)過度訓練的情況，導致運動能力下降，傷病風險增加。

3.2.1 多次CWI對運動能力的影響

有研究證實運動后多次CWI可以促進運動能力的恢復。Roswell等[58-59]在4 d聯(lián)賽期間，比較了分別使用CWI（10℃，5 min）、溫水浸泡（34℃，5 min）對于改善疲勞的效果，該研究發(fā)現(xiàn)CWI可以改善疲勞，促進比賽相關表現(xiàn)（總跑動距離、中等心率范圍跑動時間）的恢復。然而，該方法卻沒有改善反復沖刺和反向縱跳的表現(xiàn)。Burke等[60]比較了CWI[（8±1）℃，10 min]，熱水浸泡[（43±1）℃，10 min]對力量訓練的影響，結果顯示經(jīng)過5 d的訓練，各組力量都有所增加，但CWI組高于熱水浸泡組和安靜對照組。Tavares等[61]報道，對橄欖球運動員進行3周CWI（10℃，10 min）可降低疲勞程度，對肌肉疲勞有中等影響，對反向縱跳有非常小的影響。在籃球賽季中，每場比賽后均使用CWI（10.5℃，2 min，2組），CWI組等速肌力高于對照組，自我疲勞感覺較低[62]。然而，也有研究認為運動后多次CWI沒有促進運動能力的恢復。Goodall等[63]觀察了運動員在100次跳深之后即刻、72 h內每24 h進行CWI[（15±1）℃，12 min]，同安靜對照組進行比較，發(fā)現(xiàn)與損傷相關指標組間并沒有差異，研究者認為CWI并沒有改善損傷性離心負荷的恢復。多次CWI似乎對長時間的全身耐力或間歇運動能力恢復更有效，對于改善肌肉損傷的作用還需要進一步證實。

3.2.2 多次WBC對運動能力的影響

越來越多的研究支持運動后多次WBC對運動能力有促進作用。Fonda等[64]在隨機測試交叉對照實驗中，通過離心負荷之后進行5 d WBC（-180~-140℃，3 min），實驗結果顯示W(wǎng)BC組膝關節(jié)力矩發(fā)展比率優(yōu)于對照組。Schaal等[65]在14 d的高強度訓練中，對每天使用WBC（-110℃，3 min）和不使用WBC進行比較，發(fā)現(xiàn)WBC組400 m沖刺表現(xiàn)下降較少，認為WBC可避免過度訓練。Ziemann等[66]對網(wǎng)球運動員在5 d訓練中，每天進行2次WBC（-120℃，3 min）干預，結果顯示W(wǎng)BC后運動員達到疲勞的時間明顯延長，且每拍有效性增加。張娜等[67]對男子公路自行車運動員進行2周的WBC，分別在每周三和每周六訓練后30 min進行WBC（-120~-110℃，2 min）。實驗第一周測試賽對照組和實驗組5 km計時成績雖然均有所提高，但是差異不顯著，然而實驗組成績顯著優(yōu)于對照組；實驗第二周，對照組測試成績較實驗前有所下降，但差異不顯著，而實驗組成績顯著優(yōu)于對照組。該研究結果表明WBC對運動員專項成績的提高有積極影響。Klimek等[68]比較了10周WBC（-130℃）對有氧能力和無氧能力的影響，發(fā)現(xiàn)10周WBC提高了男子運動員的無氧能力。Westerlund等[69]分別在第一次WBC（-110℃，3 min）和3個月冷療后進行跳深測試，發(fā)現(xiàn)單一的WBC降低了騰空時間，而這種影響在3個月后已經(jīng)消失，反映了神經(jīng)肌肉的適應。

總結以上研究，發(fā)現(xiàn)運動后多次CWI和WBC緩解較高的核心溫度引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制、降低心血管應激、促進交感和副交感神經(jīng)平衡、加快自主力量的恢復、減少肌肉的酸痛程度，以確保運動表現(xiàn)[70-71]。

4 小結

4.1 CWI和WBC作為預冷手段，在高溫或常溫環(huán)境下，對于熱應激較大的項目可以減緩運動表現(xiàn)的下降。冷刺激對神經(jīng)肌肉功能有不利的影響，可能會影響短時間、爆發(fā)性項目的運動表現(xiàn)。

4.2 運動間歇CWI可能在高溫環(huán)境下或熱應激壓力較大的情況下起作用，可以抑制高體溫引起運動能力降低，但運動間歇WBC對后續(xù)運動能力的影響有待研究。

4.3 在運動后，單次或多次CWI和WBC有促進運動能力恢復的趨勢，但是不同的運動模式、干預方案以及再次測試運動能力的時間可能會造成影響的差異，需要對其機理進行深入的探討。

5 建議

5.1 熱應激較大的項目可以在運動前、運動間歇進行CWI，特別是高溫環(huán)境下，有利于減緩運動表現(xiàn)的下降。

5.2 盡管目前研究沒有證實，CWI和WBC會導致?lián)p傷風險增加，但是運動員在運動前使用較短時間的CWI或WBC后需要進行再次熱身。

5.3 在運動后使用CWI和WBC作為恢復手段，要根據(jù)運動特點，選擇適當?shù)母深A時機、干預方案。

5.4 CWI和WBC對運動能力的影響尚存爭議，2種方式對運動能力影響效果差異也需進一步深入研究。