王子牛， 李小濤?， 劉書娟， 王惠娟， 王顏晴， 張劍鋒， 高 原， 楊長(zhǎng)斌

（1.西安電子科技大學(xué)體育部／特殊環(huán)境生理與體能訓(xùn)練軍民融合創(chuàng)新研究中心， 西安 710126； 2.中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100094； 3.空軍軍醫(yī)大學(xué)， 西安 710032）

1 引言

長(zhǎng)期太空失重環(huán)境會(huì)導(dǎo)致人體多個(gè)生理系統(tǒng)功能產(chǎn)生廢用性、退行性改變，因此必須采取有效的失重防護(hù)和對(duì)抗措施，體育運(yùn)動(dòng)鍛煉是目前失重生理效應(yīng)防護(hù)中最為有效的措施之一。 中國(guó)航天醫(yī)學(xué)研究人員經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研究，針對(duì)中國(guó)航天員制定了具有中國(guó)特色的失重防護(hù)方案。 但面對(duì)未來更長(zhǎng)時(shí)間的深空探測(cè)，該防護(hù)策略還有待進(jìn)一步完善和優(yōu)化。 當(dāng)前國(guó)際空間站多采用的中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)鍛煉失重生理效應(yīng)防護(hù)方案耗時(shí)較長(zhǎng)且防護(hù)效果有限，高強(qiáng)度鍛煉雖更為有效，但需要較大的鍛煉設(shè)備和較高的維修成本。

血流限制是將充氣袖帶或彈力帶等繞于肢體近端外圍，通過調(diào)節(jié)袖帶壓力或彈力帶長(zhǎng)度對(duì)肢體加壓，使相應(yīng)部位動(dòng)脈和靜脈血流部分阻斷以調(diào)節(jié)相關(guān)肌群血流供應(yīng)的方法。 基于血流限制的研究可追溯到20 世紀(jì)60 年代，但直到20 世紀(jì)末才被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中。 20 多年的研究證明血流限制結(jié)合較低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)鍛煉即可使肌肉力量和有氧耐力得到有效改善，并有效預(yù)防廢用性骨骼肌萎縮。 該方法被廣泛應(yīng)用于競(jìng)技體育訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)健身、老齡醫(yī)學(xué)及康復(fù)領(lǐng)域，但由于缺乏明確的統(tǒng)一參考標(biāo)準(zhǔn)，其個(gè)性化的袖帶壓力參考標(biāo)準(zhǔn)仍有待于進(jìn)一步研究。 基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉相關(guān)研究主要針對(duì)一般健康人群，針對(duì)航天員等特殊人群開展的相關(guān)研究極為有限。 本文對(duì)當(dāng)前基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉進(jìn)行分類闡述，旨在為中國(guó)航天員基于運(yùn)動(dòng)鍛煉的失重生理效應(yīng)防護(hù)提供新的思路和借鑒。

2 血流限制在運(yùn)動(dòng)鍛煉中的應(yīng)用

2.1 基于血流限制的抗阻鍛煉

研究發(fā)現(xiàn)，血流限制結(jié)合抗阻鍛煉時(shí)肌肉可產(chǎn)生很好的適應(yīng)，從每天2 次持續(xù)6 d 到每周2 d持續(xù)8 周的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)血流限制訓(xùn)練對(duì)肌肉圍度及肌肉力量的顯著提升作用。 Luebbers等研究了舉重運(yùn)動(dòng)員采取血流限制結(jié)合低負(fù)荷抗阻鍛煉的訓(xùn)練效果，實(shí)驗(yàn)以一次重復(fù)次數(shù)的最大負(fù)荷（1 Repetition Maximum， 1RM）為負(fù)荷參照標(biāo)準(zhǔn)，采用≤30% 1RM 的低負(fù)荷抗阻鍛煉結(jié)合血流限制進(jìn)行為期6 周的干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，最大深蹲力量顯著提高，且血流限制結(jié)合低負(fù)荷抗阻鍛煉組（≤30% 1RM）與單純大負(fù)荷鍛煉組（≥65%1RM）并無顯著差異。 Loenneke 等認(rèn)為每周進(jìn)行2～3 d 的血流限制抗阻鍛煉效果最佳，而力量的增長(zhǎng)與持續(xù)時(shí)間的周數(shù)有顯著的相關(guān)性。

Ferenc 等研究了230 mmHg 完全血流阻斷下70% 1RM 急性高強(qiáng)度抗阻鍛煉對(duì)下肢肌肉血管生成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)進(jìn)行血流阻斷的一側(cè)腿部骨骼肌血管生成與修復(fù)相關(guān)蛋白mRNA 表達(dá)顯著升高、肌細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)量增加。 Bjrnsen等發(fā)現(xiàn)血流阻斷結(jié)合低強(qiáng)度鍛煉可以減輕肌肉延遲性酸痛的發(fā)生，同時(shí)促使I 型肌纖維和II 型肌纖維的肌核數(shù)量、衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)增加，股直肌和股外側(cè)肌的圍度在結(jié)束干預(yù)后增加5%～10%，而作為慢肌纖維的I 型肌纖維面積在干預(yù)后有所降低。 Ma 等的研究再次證實(shí)血流限制結(jié)合低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可減少運(yùn)動(dòng)性肌肉損傷的負(fù)面影響。 但血流限制加壓帶通常置于四肢近端，主要對(duì)四肢骨骼肌群的血流進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)軀干肌及肢體近端核心肌群的作用相對(duì)有限。 因此對(duì)核心肌力要求較高的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員來說，血流限制的抗阻鍛煉作用有限。 但對(duì)于處于失重環(huán)境中的航天員來說，血流限制訓(xùn)練或許可以在有效緩解體液頭向轉(zhuǎn)移造成的頭面部充血顱內(nèi)壓升高等現(xiàn)象的同時(shí)，有效對(duì)抗四肢承重肌的萎縮。

2.2 基于血流限制的有氧耐力鍛煉

基于血流限制的有氧耐力鍛煉一般采取血流限制結(jié)合步行、慢跑或自行車等方式進(jìn)行。 以往研究普遍認(rèn)為，有氧耐力鍛煉不會(huì)提升肌肉力量和肌肉體積，甚至較大訓(xùn)練量的有氧鍛煉還會(huì)降低力量訓(xùn)練的效果，而基于血流限制的低強(qiáng)度有氧耐力鍛煉（20%～40% VO）卻可以同時(shí)獲得肌肉力量和有氧代謝能力的提升。 Abe等以20%的VO的負(fù)荷進(jìn)行為期3 周每周2次血流限制的步行訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，腿部力量的1RM增加了8%，大腿肌肉橫截面提升了約6%，而未結(jié)合血流阻斷的單純步行鍛煉組未見明顯改變；此外，相比同樣速度的正常步行，血流阻斷時(shí)身體代謝提高約3%，心率增加約30 bpm。 同樣，持續(xù)3 周，每周進(jìn)行3 次，每次持續(xù)15 min，負(fù)荷為40%的VO的血流阻斷結(jié)合自行車鍛煉，發(fā)現(xiàn)大腿橫截面提升3.4%，膝關(guān)節(jié)力量提升7.7%，VO提升6.4%；而對(duì)照組在進(jìn)行相同強(qiáng)度并持續(xù)40 min的干預(yù)后，并沒有產(chǎn)生肌肉力量或有氧運(yùn)動(dòng)能力的變化。 通常有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉的強(qiáng)度維持在75%的VO以改善有氧運(yùn)動(dòng)能力，而在結(jié)合血流限制后通過更低的訓(xùn)練強(qiáng)度更短的訓(xùn)練時(shí)間即可提升有氧運(yùn)動(dòng)能力，同時(shí)還可以增加肌肉力量與圍度。

2.3 基于血流限制的康復(fù)鍛煉

血流限制與運(yùn)動(dòng)鍛煉的結(jié)合有利于縮短傷后或術(shù)后康復(fù)期的時(shí)長(zhǎng)，其作為一種低風(fēng)險(xiǎn)的肌肉康復(fù)措施被廣泛應(yīng)用于各類康復(fù)人群。 基于血流限制的較小負(fù)荷的抗阻鍛煉即可有效促進(jìn)肌肉體積和肌肉力量的改善，而基于血流限制的較低強(qiáng)度有氧鍛煉即可有效提升人體的有氧運(yùn)動(dòng)能力。

肢體骨骼或關(guān)節(jié)手術(shù)后，由于相關(guān)禁忌患者往往不能進(jìn)行較大負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)鍛煉，因此相關(guān)骨骼肌在長(zhǎng)期無負(fù)荷狀態(tài)下自然出現(xiàn)廢用性萎縮，表現(xiàn)為骨骼肌體積和橫截面積減小、肌肉力量下降。 基于血流限制的小負(fù)荷運(yùn)動(dòng)鍛煉即可有效對(duì)抗長(zhǎng)期臥病在床或肢體固定導(dǎo)致的廢用性骨骼肌萎縮。 血流限制導(dǎo)致的反應(yīng)性充血可促使肌肉血流量一過性增加，并導(dǎo)致血管容量增加，從而促使受傷早期骨骼肌的康復(fù)和相關(guān)組織的機(jī)能改善。 膝關(guān)節(jié)術(shù)后康復(fù)期采用血流阻斷結(jié)合抗阻訓(xùn)練，股四頭肌與腘繩肌的峰值力量與傳統(tǒng)康復(fù)治療手段改善更為明顯，股四頭肌橫截面積下降幅度遠(yuǎn)小于普通康復(fù)鍛煉組，且基于血流限制的運(yùn)動(dòng)康復(fù)鍛煉可顯著縮短患者的康復(fù)時(shí)間。健康志愿者在踝關(guān)節(jié)支具固定同時(shí)排除任何負(fù)重維持14 d 后，下肢遠(yuǎn)端相關(guān)肌群均出現(xiàn)不同程度的肌肉萎縮，所有志愿者分別采取基于血流限制的運(yùn)動(dòng)康復(fù)和靜力性用力康復(fù)鍛煉；結(jié)果發(fā)現(xiàn)：靜力性康復(fù)鍛煉組踝關(guān)節(jié)跖屈背屈肌力相比實(shí)驗(yàn)前均顯著下降，下肢遠(yuǎn)端肌圍度也顯著下降，而基于血流限制的運(yùn)動(dòng)康復(fù)組相關(guān)肌力與肌圍度相比實(shí)驗(yàn)前無顯著下降。 在結(jié)合血流限制的低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過小可能也無法達(dá)到理想的康復(fù)效果，Visser 等對(duì)膝關(guān)節(jié)交叉韌帶重建手術(shù)后已發(fā)生股四頭肌萎縮的運(yùn)動(dòng)員連續(xù)分別采用血流限制結(jié)合小于10% 1RM 的小負(fù)荷抗阻鍛煉和普通康復(fù)鍛煉進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2 組志愿者股四頭肌橫截面積均顯著下降且組間無顯著差異。因此基于血流限制的抗阻鍛煉負(fù)荷可能存在一個(gè)最低有效閾值。

2.4 運(yùn)動(dòng)鍛煉中血流限制的作用機(jī)制

血流限制和運(yùn)動(dòng)鍛煉過程中，代謝副產(chǎn)物的堆積引起參與收縮的肌纖維快速疲勞，從而誘導(dǎo)骨骼肌不斷增加高閾值肌纖維的募集，以激活更多數(shù)量的肌纖維，達(dá)到有效改善神經(jīng)肌肉募集和動(dòng)員的目的。 血流限制的運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的大量代謝副產(chǎn)物會(huì)導(dǎo)致相關(guān)肌群內(nèi)pH 值下降，進(jìn)而刺激傳入神經(jīng)相關(guān)感受器，促使腦垂體反射性釋放生長(zhǎng)激素活動(dòng)的增強(qiáng)，生長(zhǎng)激素濃度顯著增加甚至達(dá)到靜息時(shí)的數(shù)百倍。 生長(zhǎng)激素的分泌進(jìn)而促使肝臟胰島素樣生長(zhǎng)因子的大量釋放，生長(zhǎng)激素和類胰島素增長(zhǎng)因子1 分泌增加，促使肌纖維合成增加。

血流限制和運(yùn)動(dòng)均會(huì)促使相關(guān)肌細(xì)胞內(nèi)環(huán)境發(fā)生缺血、缺氧、pH 值下降以及伴隨肌肉舒張收縮發(fā)生的間斷性缺血再灌注，從而誘發(fā)一氧化氮合酶（Nitric Oxide Synthase，NOS）與熱休克蛋白（Hot Shock Proteins，HSPs）活性上調(diào)。 NOS可通過NO 激活雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路增強(qiáng)蛋白合成，同時(shí)通過干細(xì)胞生長(zhǎng)因子激活衛(wèi)星細(xì)胞的分化融合促使肌纖維增粗。 HSPs 有助于蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)組裝，并在維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮作用，而HSP72 可抑制肌肉萎縮相關(guān)分子信號(hào)通路，并降低大運(yùn)動(dòng)量肌肉收縮過程伴隨的蛋白降解。

血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉過程中，肌肉舒張時(shí)靜脈血液淤積及運(yùn)動(dòng)過程中代謝副產(chǎn)物的堆積產(chǎn)生的壓力梯度可促使血液向肌纖維充盈，從而引起肌細(xì)胞的腫脹。 這種運(yùn)動(dòng)所致的肌肉充血反應(yīng)一方面可能有助于減少肌細(xì)胞中相關(guān)蛋白的水解，另一方面有可能促進(jìn)肌肉相關(guān)蛋白的合成。因此有觀點(diǎn)認(rèn)為，血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉過程中，骨骼肌細(xì)胞水合作用的增強(qiáng)導(dǎo)致肌纖維充血腫脹反應(yīng)，有可能是基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉促進(jìn)肌肉體積增長(zhǎng)的機(jī)制之一。

3 血流限制實(shí)施時(shí)需關(guān)注的問題

3.1 血流限制的加壓帶

盡管血流限制作為一種輔助鍛煉措施廣受關(guān)注，但該技術(shù)仍不成熟，缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用時(shí)具體實(shí)施方法仍存在較大差異。 運(yùn)動(dòng)期間血流限制帶對(duì)血管施加的壓力可能會(huì)引起肌肉感覺不適，而這種不適與袖帶寬度及位于袖帶與血管之間的軟組織墊層密切相關(guān)。 相關(guān)研究中采用的袖帶一般是寬度3 ～13 cm 的彈力帶或充氣加壓袖帶，各種袖帶結(jié)合低負(fù)荷強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)均可導(dǎo)致肌肉力量和大小的改善，但窄袖帶需要施加較大的壓力（160 ～180 mmHg），相比寬袖帶只需較低的壓力（90 ～120 mmHg）即可實(shí)現(xiàn)靜脈血流的阻斷。 寬袖帶在使用更低的壓力時(shí)，即可對(duì)肌肉力量和大小的改善產(chǎn)生相同效果，舒適度明顯得到提升，而窄袖帶有可能會(huì)導(dǎo)致肌肉不適感增加促使運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間縮短。

3.2 血流限制的壓力

血流限制時(shí)施加的壓力值是基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉的主要變量，對(duì)需要關(guān)注心血管反應(yīng)的相關(guān)人群尤為重要。 Patterson 等認(rèn)為在實(shí)施血流阻斷時(shí)需根據(jù)個(gè)體差異調(diào)整相關(guān)變量，在負(fù)荷允許的條件下增加阻斷壓力。 個(gè)體化壓力需依據(jù)參與者身體成分和血流動(dòng)力學(xué)的差異進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，壓力的設(shè)置需確保運(yùn)動(dòng)相關(guān)肌群受壓的不適感最小化和鍛煉的有效性。 當(dāng)前相關(guān)研究對(duì)血流限制的壓力設(shè)定較為隨意，通常以靜脈血流阻斷最低壓力為標(biāo)準(zhǔn)，也有以參與者個(gè)體特征為基礎(chǔ)進(jìn)行壓力估算。 基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉研究中采取的壓力存在較大差異，對(duì)于壓力設(shè)置策略尚未達(dá)成明確共識(shí)。

研究采用的壓力范圍較大（40 ～160 mmHg），且施加的壓力與鍛煉效果之間似乎并沒有明顯的劑量－反應(yīng)效應(yīng)關(guān)系。 McEwen 等建議施加個(gè)性化壓力時(shí)可依據(jù)自身肢體血流完全阻斷時(shí)所需壓力的測(cè)量值進(jìn)行設(shè)定，選擇預(yù)期允許動(dòng)脈流入的百分比。 Mouser 等認(rèn)為在進(jìn)行基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉時(shí)，采用個(gè)體化的相對(duì)壓力有助于解決不同的袖帶寬度導(dǎo)致的相同壓力絕對(duì)值的差異問題。 隨血流限制壓力的增加，身體的主觀不適感逐漸遞增，從而可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力下降。 血流限制時(shí)選擇靜脈完全阻斷而動(dòng)脈部分阻斷的壓力值，運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌舒張和收縮交替進(jìn)行，產(chǎn)生的肌肉泵原理在很大程度上克服靜息時(shí)靜脈阻斷造成的靜脈回流受阻。 有研究認(rèn)為，采用可使肌肉產(chǎn)生有效適應(yīng)的最小壓力閾值約為肢體血流完全阻斷時(shí)所需壓力的60%～80%。

3.3 血流限制的加壓模式

血流限制的加壓模式可分為間歇性加壓和持續(xù)性加壓，加壓模式直接影響著運(yùn)動(dòng)鍛煉的整體效果。 間歇性加壓是在運(yùn)動(dòng)過程中間斷性解除或降低壓力，連續(xù)性加壓是在運(yùn)動(dòng)過程中維持壓力不變。 持續(xù)加壓會(huì)帶來更大的不適感和更嚴(yán)重的乳酸堆積，從而誘發(fā)較大的代謝壓力和疲勞感。 因此在肌肉骨骼康復(fù)過程中需謹(jǐn)慎長(zhǎng)時(shí)間采用持續(xù)加壓的血流限制鍛煉，而間歇性血流限制或許更具優(yōu)勢(shì)。 有氧運(yùn)動(dòng)過程中袖帶可每隔一定時(shí)間重新充放氣一次，使肢體相關(guān)肌群在壓力完全解除后得到有效血氧及血糖的供應(yīng)，在加壓阻斷時(shí)又再次接受缺血低氧刺激。 抗阻鍛煉過程中可以采取組間間隔解除壓力和血流限制，使相關(guān)肌群血供暫時(shí)恢復(fù)，鍛煉時(shí)重新加壓進(jìn)行血流限制以再次經(jīng)受缺血缺氧刺激。

3.4 基于血流限制的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度

基于血流限制的小負(fù)荷抗阻鍛煉和大負(fù)荷抗阻鍛煉均能獲取與單純大負(fù)荷抗阻鍛煉相類似的訓(xùn)練效果和生理適應(yīng)，但小負(fù)荷鍛煉可耐受性更強(qiáng)，大強(qiáng)度的血流限制運(yùn)動(dòng)鍛煉往往難以維持。在進(jìn)行結(jié)合高強(qiáng)度（≥70% 1RM）的抗阻鍛煉時(shí)，血流阻斷會(huì)限制ATP 的再生從而導(dǎo)致血乳酸迅速升高。 血乳酸的升高會(huì)導(dǎo)致個(gè)體無法承受肌肉酸痛所帶來的身體負(fù)面效應(yīng)，進(jìn)而影響到訓(xùn)練效果導(dǎo)致訓(xùn)練的中止。 在周期性有氧耐力鍛煉和血流限制聯(lián)合使用時(shí)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)可持續(xù)時(shí)間直接相關(guān)。 因此，基于血流限制的抗阻鍛煉多采用20%～40% 1RM 進(jìn)行，而基于血流限制的有氧鍛煉則多用20%～40%的VO進(jìn)行。

4 基于血流限制的失重生理效應(yīng)防護(hù)

4.1 地面模擬失重環(huán)境基于血流限制的失重防護(hù)

中國(guó)載人航天領(lǐng)域?qū)τ谘飨拗频难芯繉?shí)際起步于1998 年，姜世忠等在人體－6°頭低位臥床模擬失重期間，為對(duì)心血管系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)，對(duì)受試者四肢進(jìn)行40 mmHg 加壓，限制其血液頭向轉(zhuǎn)移，結(jié)果發(fā)現(xiàn)短期模擬失重期間血流限制可有效對(duì)抗下肢靜脈順應(yīng)性的降低，在一定程度預(yù)防大腦中動(dòng)脈的血流速度的改變，從而對(duì)抗短期模擬失重后立位耐力的下降。 中國(guó)近20 年的研究初步認(rèn)為，通過四肢加壓套帶進(jìn)行血流限制可有效對(duì)抗失重導(dǎo)致的心血管功能失調(diào)，但尚未對(duì)血流限制與運(yùn)動(dòng)鍛煉相結(jié)合的肌肉萎縮防護(hù)進(jìn)行深入研究。

航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主流觀點(diǎn)是利用加壓套帶限制模擬失重期間血流的頭向轉(zhuǎn)移，減緩血容量的減少。 Toshiaki 等，在24 h－6°人體頭低位臥床（Head Down Bed Rest，HDBR）模擬失重期間，采用下肢近端加壓套帶血流限制與臥床前坐姿對(duì)比觀察人體血流動(dòng)力學(xué)的反應(yīng)，壓力值分別為100、150、200 mmHg，每次持續(xù)10 min，休息10 min；結(jié)果發(fā)現(xiàn)連續(xù)增加的袖帶壓力改變血流限制水平可導(dǎo)致人體每搏輸出量（Stroke Volume，SV）減少、心率（Heart Rate，HR）升高，去甲腎上腺素（Nora?drenaline，NA）、血管緊張素（Angiotensin，ANG）和血漿腎素活性（Plasma renin activity，PRA）相對(duì)升高，再現(xiàn)了人體立位時(shí)血流動(dòng)力學(xué)和神經(jīng)體液相關(guān)反應(yīng)，從而可在模擬失重期間產(chǎn)生類似重力應(yīng)激的效應(yīng)。 Kubota 等也在24 hHDBR 期間，驗(yàn)證了血流限制與低強(qiáng)度的抗阻鍛煉相結(jié)合的防護(hù)策略，實(shí)驗(yàn)采用150 ～160 mmHg持續(xù)血流限制結(jié)合30%1RM 的阻力負(fù)荷，進(jìn)行4 組重復(fù)次數(shù)分別為30、15、15、15 次組間間歇1 min的腿部屈伸鍛煉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組在進(jìn)行基于血流限制的抗阻鍛煉時(shí)相比單純抗阻鍛煉的對(duì)照組SV 下降、HR 升高，同時(shí)血液中PRA、ANG、NA 及乳酸濃度也顯著升高，HDBR 期間的血流動(dòng)力學(xué)和神經(jīng)體液反應(yīng)與下體負(fù)壓時(shí)觀察到的重力應(yīng)激反應(yīng)非常接近。 因此基于血流限制的應(yīng)激結(jié)合運(yùn)動(dòng)鍛煉也有可能是較為有效的失重生理效應(yīng)防護(hù)策略之一。

4.2 空間飛行環(huán)境基于血流限制的失重防護(hù)

長(zhǎng)期航天飛行后，若無相應(yīng)的失重對(duì)抗防護(hù)措施，會(huì)發(fā)生心血管機(jī)能失調(diào)、肌肉力量減小和有氧運(yùn)動(dòng)能力下降等生理效應(yīng)。 當(dāng)前國(guó)際空間站在軌的各國(guó)航天員每天均要耗費(fèi)大量時(shí)間使用跑步機(jī)、自行車和阻力器械等進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)鍛煉，以對(duì)抗失重所致的不良生理效應(yīng)。 這些耗時(shí)費(fèi)力的失重生理效應(yīng)防護(hù)對(duì)抗措施可在一定程度減弱肌肉萎縮、骨質(zhì)丟失和肌力下降，但對(duì)失重所致的心血管機(jī)能失調(diào)及其在后續(xù)重返重力環(huán)境時(shí)表現(xiàn)出的立位耐力下降防護(hù)效果極其有限。

航天員在軌飛行時(shí)面臨的失重環(huán)境會(huì)對(duì)人體心血管系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，血液頭向分布是最先發(fā)生的生理反應(yīng)。 而采用血流阻斷對(duì)下肢血流進(jìn)行限制促使血液滯留下肢，從而在一定程度減少頭面部充血等不適，同時(shí)通過提高心血管外周總阻力、減少SV 與心排血量等血流動(dòng)力學(xué)改變心血管功能狀態(tài)。 Hackney 等認(rèn)為國(guó)際空間站的航天員已經(jīng)在無意間進(jìn)行了結(jié)合血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉，航天員在進(jìn)行自行車鍛煉時(shí)存在的顯著肌肉不適感就來自于腰肩等束縛帶，這些束縛裝置在低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)鍛煉中不會(huì)產(chǎn)生任何不適反應(yīng)，而在進(jìn)行高強(qiáng)度鍛煉時(shí)會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)鍛煉負(fù)荷的增加在一定程度上限制肢體的血液循環(huán)，無法達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷，同時(shí)航天員感到腿部非常疲勞與明顯的不適感。 國(guó)際空間站航天員所經(jīng)歷的血液循環(huán)受限與基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉極其相似。

基于血流限制的低負(fù)荷抗阻鍛煉可增加普通健康人群的肌肉大小和力量、減輕特殊人群肢體肌肉萎縮和力量損失，而基于血流限制的低強(qiáng)度有氧鍛煉可在增強(qiáng)肌肉的同時(shí)增加有氧運(yùn)動(dòng)能力，因此基于血流限制的有氧鍛煉或許可以同時(shí)有效對(duì)抗失重所致肌肉萎縮和心血管功能失調(diào)。此外，在長(zhǎng)期載人航天飛行期間當(dāng)空間站相關(guān)運(yùn)動(dòng)硬件出現(xiàn)故障無法有效使用時(shí)，以基于血流限制的較低負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行周期性有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉或許是一種極其有效和便捷的替代性輔助手段。 相比于單純太空跑臺(tái)、自行車、下體負(fù)壓等大型設(shè)備，基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉僅需增加壓套帶即可增強(qiáng)生理應(yīng)激反應(yīng)，從而較大程度提高航天員的鍛煉效果。

5 結(jié)論

長(zhǎng)期載人航天飛行會(huì)導(dǎo)致航天員運(yùn)動(dòng)能力下降，而體育運(yùn)動(dòng)鍛煉是目前失重生理效應(yīng)防護(hù)的核心措施。 當(dāng)前國(guó)際空間站所采用的中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)鍛煉失重生理效應(yīng)防護(hù)方案耗時(shí)較長(zhǎng)且防護(hù)效果有限，高強(qiáng)度鍛煉雖能更為有效對(duì)抗失重所致的多系統(tǒng)不良生理效應(yīng)但需要較大的鍛煉設(shè)備和較高的維修成本。 基于血流限制的運(yùn)動(dòng)鍛煉通過較低強(qiáng)度的鍛煉就能達(dá)到高強(qiáng)度鍛煉的防護(hù)效果，且同時(shí)改善肌肉力量和有氧運(yùn)動(dòng)能力，未來可作為中國(guó)空間站現(xiàn)有失重防護(hù)運(yùn)動(dòng)鍛煉方案的輔助和補(bǔ)充。