柳皓嚴(yán),吳雪萍,邢玉,吳瑛*
肌肉力量與質(zhì)量是維持個(gè)體健康、生活質(zhì)量和壽命的重要因素(Seguin et al.,2003)。研究表明,30歲后,成年人肌肉質(zhì)量每10年下降約3%~8%(English et al.,2010)。隨著年齡的增長(zhǎng),機(jī)體表現(xiàn)出與年齡相關(guān)的骨骼肌萎縮,逐漸限制身體活動(dòng),增加跌倒、骨折、殘疾和心臟病等風(fēng)險(xiǎn)(Marcell,2003;Visser et al.,2005)。美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)(American College of Sports Medicine,ACSM)指出,采用強(qiáng)度≥70% 最大重復(fù)力量(1RM)的抗阻訓(xùn)練,可有效增強(qiáng)肌肉力量,促進(jìn)肌肉肥大,改善神經(jīng)適應(yīng)(Zajko et al.,2009)。然而,高強(qiáng)度的抗阻訓(xùn)練效果雖然顯著,卻大幅度增加了參與者的運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)。中老年人常伴有冠心病、糖尿病或肌肉骨骼損傷等疾病,在高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練時(shí)往往受到限制,而低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練又難以獲得理想的增長(zhǎng)肌肉力量的效果(Papa et al.,2017)。因此,探索中老年人增強(qiáng)肌肉力量及促進(jìn)肌肉肥大的新訓(xùn)練方法十分關(guān)鍵。
近年來(lái),加壓訓(xùn)練(KAATSU training)又稱(chēng)血流限制訓(xùn)練(blood flow of restriction training,BFRT)逐漸得到各學(xué)科領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注和重視。它是一種起源于日本的訓(xùn)練方法,指在訓(xùn)練期間利用止血帶或特殊袖帶在受試者肢體近端加壓,通過(guò)限制血流的方式提高訓(xùn)練效果。研究表明,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練和加壓步行訓(xùn)練可促進(jìn)下肢肌肉力量以及肌肉肥大,其中,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練的效果相似(孫科 等,2019;王明波 等,2019;Karabulut et al.,2010)。相對(duì)而言,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練比高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練產(chǎn)生更少的負(fù)荷和關(guān)節(jié)機(jī)械應(yīng)力。對(duì)于不能承受高強(qiáng)度訓(xùn)練的中老年人,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練和加壓步行訓(xùn)練更易操作(趙靜 等,2020)。徐飛等(2013)建議,抗阻訓(xùn)練中可添加加壓方式作為高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練的補(bǔ)充,減緩老年人肌肉的萎縮并促進(jìn)其增長(zhǎng)。目前,加壓訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量及肥大效應(yīng)影響的研究尚需進(jìn)一步探索和證實(shí)。綜上,本研究通過(guò)Meta分析研究國(guó)內(nèi)外加壓訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量及肥大效應(yīng)的影響,探討加壓訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量和肌肉肥大效應(yīng)的效應(yīng)量,分析各研究間的異質(zhì)性及其原因。
本研究嚴(yán)格遵循Meta分析指南的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究(Liberati et al.,2009)。
2名檢索人員登錄萬(wàn)方數(shù)字資源數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、EBSCOhost、PubMed、Web of Science以及Cochrane圖書(shū)館等數(shù)據(jù)庫(kù)完成文獻(xiàn)檢索,時(shí)間截至2020年5月30日。中文檢索詞包括:血流限制訓(xùn)練、加壓訓(xùn)練、中年人、老年人、肌肉、肌肉力量、隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)等,英文檢索詞包括:blood flow restriction training、KAATSU training、occlusion training、middle-aged、muscle strength、strength、aging、elderly、older adults、a randomized control trial等,進(jìn)行組合式檢索。
文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn):1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)或自身對(duì)照實(shí)驗(yàn);2)實(shí)驗(yàn)對(duì)象為年齡≥50歲的健康中老年人群,種族、國(guó)家不限,無(wú)心血管等方面疾?。?)至少有1個(gè)實(shí)驗(yàn)組以加壓訓(xùn)練作為干預(yù)手段,干預(yù)時(shí)間≥4周,對(duì)照組包括步行或抗阻訓(xùn)練;4)結(jié)局指標(biāo)至少包含下肢肌肉力量指標(biāo)、下肢肌肉肥大效應(yīng)指標(biāo)中的1種;5)如果同一文獻(xiàn)中有多組可用數(shù)據(jù),可作為多項(xiàng)研究。
文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn):1)文獻(xiàn)綜述、會(huì)議文獻(xiàn)或個(gè)案研究;2)非中文或英文文獻(xiàn);3)重復(fù)發(fā)表、低質(zhì)量的文獻(xiàn);4)動(dòng)物實(shí)驗(yàn);5)實(shí)驗(yàn)干預(yù)為單次急性干預(yù);6)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(M±SD)形式表現(xiàn);7)實(shí)驗(yàn)無(wú)有效數(shù)據(jù),且與該文獻(xiàn)作者索要未果;8)實(shí)驗(yàn)組為組合干預(yù)的文獻(xiàn),如加壓訓(xùn)練結(jié)合有氧訓(xùn)練、藥物攝入的組合干預(yù);9)加壓部位非位于下肢。
2名評(píng)價(jià)員采用文獻(xiàn)納入、排除標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立篩選,根據(jù)題目和摘要選擇相關(guān)文獻(xiàn),下載符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)精讀,結(jié)束后共同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行一致性統(tǒng)計(jì)。若意見(jiàn)不一致,咨詢第3名評(píng)價(jià)員,共同討論后決定是否納入。
采用表格形式提取納入文獻(xiàn)的基本信息:1)研究信息,包括文獻(xiàn)作者、年份、基線情況等;2)實(shí)驗(yàn)干預(yù)信息,包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等;3)干預(yù)基本措施,包括運(yùn)動(dòng)周期、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)頻率等;4)結(jié)局指標(biāo),對(duì)缺少數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)通過(guò)郵件聯(lián)系作者獲取。
2名評(píng)價(jià)員通過(guò)Cochrane Handbook中的風(fēng)險(xiǎn)偏倚評(píng)估工具,以高偏倚風(fēng)險(xiǎn)、低偏倚風(fēng)險(xiǎn)、此信息未提供對(duì)納入文獻(xiàn)逐條進(jìn)行評(píng)估。
采用Revman 5.3對(duì)納入文獻(xiàn)的結(jié)局指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。首先進(jìn)行異質(zhì)程度檢驗(yàn),采用I2統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行各研究間的異質(zhì)程度水平檢驗(yàn)。依據(jù)Cochrane Handbook評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)I2=0時(shí),各研究間不存在異質(zhì)性;當(dāng)I2<50%時(shí),分析選用固定效應(yīng)模型,并通過(guò)亞組分析探討各研究之間異質(zhì)程度的中間變量,反之則選用隨機(jī)效應(yīng)模型。納入文獻(xiàn)的結(jié)果指標(biāo)測(cè)試單位一致,采用均數(shù)差(mean difference,MD)作為效應(yīng)量,反之采用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(standardized mean difference,SMD)作為效應(yīng)量,并以95%置信區(qū)間計(jì)算,以P<0.05為差異有顯著性。采用漏斗圖進(jìn)行發(fā)表偏倚性分析,使用實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的后測(cè)值進(jìn)行Meta分析。
本研究共檢索相關(guān)文獻(xiàn)861篇,其他渠道手工檢索2篇,分析文獻(xiàn)標(biāo)題、摘要、閱讀文獻(xiàn)全文等,剔除不合格的文獻(xiàn)后,最終有10篇文獻(xiàn)符合納入標(biāo)準(zhǔn)(圖1)。
圖1 納入文獻(xiàn)篩選流程Figure 1. Flow Diagram of Study Selection
納入本研究的10篇文獻(xiàn)發(fā)表年份為2011—2019年;所包含的受試者均為健康中老年人,樣本量共計(jì)242人,其中,實(shí)驗(yàn)組共計(jì)124人,對(duì)照組共計(jì)118人,年齡為57~90歲;實(shí)驗(yàn)組干預(yù)方式為低強(qiáng)度加壓抗阻或加壓步行訓(xùn)練,對(duì)照組為常規(guī)步行、高強(qiáng)度或低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練;其他納入信息還包括袖帶寬度、運(yùn)動(dòng)周期、強(qiáng)度、頻率和平均加壓壓力(表1)。
表1 納入文獻(xiàn)基本特征以及結(jié)局指標(biāo)Table 1 Basic Information of Included Studies
納入文獻(xiàn)共計(jì)10篇,其中,8篇對(duì)隨機(jī)分組方法進(jìn)行了描述,3篇詳細(xì)描述了隱藏分配方案,1篇使用雙盲法,2篇使用結(jié)局評(píng)估盲法;7篇結(jié)果數(shù)據(jù)完整,3篇實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已從原文作者處索?。?篇質(zhì)量較高,7篇存在一定的風(fēng)險(xiǎn)偏倚性,屬于中等質(zhì)量文獻(xiàn)(圖2)。
圖2 納入文獻(xiàn)偏倚風(fēng)險(xiǎn)分析Figure 2. Risk of Bias Analysis of Included Studies
2.4.1 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢力量的影響
有5篇納入文獻(xiàn)(14項(xiàng)研究)探討了低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與控制組高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量的影響,共計(jì)111名實(shí)驗(yàn)對(duì)象。如圖3所示,I2=0,表示各研究不存在異質(zhì)性,因此分析選擇固定效應(yīng)模型。Meta分析結(jié)果顯示,2種干預(yù)均能增強(qiáng)中老年人的下肢肌肉力量,干預(yù)效果無(wú)顯著性差異,其中SMD=-0.18,95% CI:-0.41,0.05,P≥0.01,表明實(shí)驗(yàn)組與控制組中2種運(yùn)動(dòng)干預(yù)增強(qiáng)中老年人下肢力量的程度相似。
圖3 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉力量的影響Figure 3. Effects of LL-BFR and HL on Lower Limb Muscle Strength
2.4.2 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉肥大效應(yīng)的影響
有3篇納入文獻(xiàn)(3項(xiàng)研究)探討了低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與控制組高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉肥大效應(yīng)的影響,共計(jì)57名實(shí)驗(yàn)對(duì)象。如圖4所示,I2=0,分析選擇固定效應(yīng)模型。Meta分析結(jié)果顯示,2種干預(yù)均能促進(jìn)中老年人下肢肌肉肥大,干預(yù)效果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中SMD=0.15,95% CI:-0.37,0.67,P≥0.01,表明實(shí)驗(yàn)組與控制組中2種運(yùn)動(dòng)干預(yù)促進(jìn)中老年人下肢肌肉肥大的程度相似。
圖4 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉肥大效應(yīng)的影響Figure 4. Effects of LL-BFR and HL on Lower Limb Muscle Hypertrophy
2.4.3 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢力量的影響
有3篇納入文獻(xiàn)(11項(xiàng)研究)探討了低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與控制組低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量的影響,共計(jì)93名實(shí)驗(yàn)對(duì)象。如圖5顯示,I2=67%,表明各項(xiàng)研究之間存在中度異質(zhì)性,因此分析選擇隨機(jī)效應(yīng)模型。Meta分析結(jié)果顯示,SMD=0.74,95% CI:0.29,1.19,P<0.01,表明實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)干預(yù)能夠顯著提高中老年人的下肢肌肉力量,效果優(yōu)于控制組。
圖5 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉力量的影響Figure 5. Effects of LL-BFR and LL on Lower Limb Muscle Strength
2.4.4 加壓步行訓(xùn)練與常規(guī)步行訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量的影響
有3篇納入文獻(xiàn)(9項(xiàng)研究)探討了加壓步行訓(xùn)練與控制組常規(guī)步行訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量的影響,共計(jì)60名實(shí)驗(yàn)對(duì)象。如圖6所示,異質(zhì)性I2=75%,因此分析選擇隨機(jī)效應(yīng)模型。Meta分析顯示,SMD=1.84,95% CI:1.08,2.61,P<0.01,表明實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)干預(yù)能夠顯著提高中老年人的下肢肌肉力量,效果優(yōu)于控制組。
圖6 加壓步行訓(xùn)練與常規(guī)步行訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉力量的影響Figure 6. Effects of BFR-W and Walking on Lower Limb Muscle Strength
2.4.5 加壓步行訓(xùn)練與常規(guī)步行訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉肥大效應(yīng)的影響
有2篇納入文獻(xiàn)(5項(xiàng)研究)探討了加壓步行訓(xùn)練與控制組常規(guī)步行訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉肥大效應(yīng)的影響,共計(jì)算41名實(shí)驗(yàn)對(duì)象。如圖7所示,I2=0%,分析選擇固定效應(yīng)模型。Meta分析顯示,SMD=1.06,95% CI:0.61,1.50,P<0.01,表明實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)干預(yù)能夠顯著促進(jìn)中老年人下肢肌肉肥大,與控制組存在顯著差異。
圖7 加壓步行訓(xùn)練與常規(guī)步行訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉肥大效應(yīng)的影響Figure 7. Effects of BFR-W and Walk on Lower Limb Muscle Hypertrophy
為探究發(fā)表偏倚,通常對(duì)超過(guò)10項(xiàng)研究的Meta分析做漏斗圖,并進(jìn)行分析(劉鳴,2011)。本研究中有2項(xiàng)Meta分析的研究個(gè)數(shù)超過(guò)10項(xiàng),需進(jìn)行發(fā)表偏倚分析。
分別以低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉力量的影響以及低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)下肢肌肉力量的影響做漏斗圖。從圖8A可知,所有研究均有較好的對(duì)稱(chēng)分布,從圖8B可知,左右基本呈對(duì)稱(chēng)分布,表明研究不存在明顯發(fā)表偏倚。
圖8 低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練(A)和低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練(B)對(duì)下肢肌肉力量的影響Figure 8. Funnel Plot of LL-BFR and HL(A),LL(B) on Lower Limb Muscle Strength
為探索異質(zhì)性的緣由,本研究對(duì)低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人肌肉力量的影響進(jìn)行了亞組分析。對(duì)納入文獻(xiàn)按照干預(yù)周期分為4周和16周2個(gè)亞組;在加壓壓力方面,根據(jù)李卓倩等(2020)的研究,將平均壓力分為0~140 mmHg和180~220 mmHg 2個(gè)亞組。
亞組分析結(jié)果顯示(表2),干預(yù)周期和平均加壓壓力亞組分析均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。從研究特征來(lái)看,干預(yù)周期合并效應(yīng)異質(zhì)性為96.5%,因此,干預(yù)周期可能不是異質(zhì)性的來(lái)源;平均加壓壓力亞組分析結(jié)果顯示,合并效應(yīng)的異質(zhì)性為0%,因此,平均加壓壓力可能是異質(zhì)性的來(lái)源。
表2 亞組分析結(jié)果Table 2 Results of Subgroup Analysis
為探究異質(zhì)性是否由單項(xiàng)研究產(chǎn)生,通過(guò)假設(shè)條件對(duì)所獲結(jié)果的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)高異質(zhì)程度的研究選用逐一剔除法進(jìn)行合并效應(yīng)量分析。
文獻(xiàn)的低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢力量的合并效應(yīng)量為SMD=0.74,95% CI:0.29,1.19,I2=67%,P=0.001。對(duì)單項(xiàng)研究逐一剔除后,合并效應(yīng)SMD為0.60~0.81,I2為59%~70%,P為0.000 9~0.005。納入文獻(xiàn)的加壓步行訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量的合并效應(yīng)量為SMD=1.84,95% CI:1.08,2.61,I2=75%。對(duì)單項(xiàng)研究逐一剔除后,合并效應(yīng)SMD為1.59~2.02,I2為69%~78%,均為P<0.000 1。
逐篇剔除文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn),排除單項(xiàng)研究的各合并效應(yīng)量與納入文獻(xiàn)的總合并效應(yīng)量間無(wú)明顯變化,表明本研究Meta分析結(jié)果較為穩(wěn)定。
加壓訓(xùn)練利用止血帶或特殊袖帶在受試者肢體近端加壓,阻塞靜脈血管中血液的流動(dòng),同時(shí)保持部分動(dòng)脈血管的血流量,導(dǎo)致肌內(nèi)缺血、急性缺氧以及代謝物蓄積等,從而促使肌內(nèi)pH值下降,誘導(dǎo)代謝應(yīng)激。不同學(xué)者從肌纖維募集和激素分泌等角度對(duì)加壓訓(xùn)練的作用機(jī)制進(jìn)行了探討。
3.1.1 肌纖維募集
根據(jù)肌纖維募集的大小原則,在傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練中,慢肌纖維作為首選募集對(duì)象,快肌纖維因強(qiáng)度增加被相應(yīng)募集。低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練能夠快速招募快肌纖維,不依賴(lài)肌纖維招募的大小原則,即更易先招募促進(jìn)肌肉肥大的快肌纖維(Yasuda et al.,2012)。這可能與低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練引起的缺氧效應(yīng)和高代謝物累積有關(guān)(Schenfeld,2013)。有學(xué)者分析肌電圖發(fā)現(xiàn),低強(qiáng)度加壓訓(xùn)練的肌纖維激活數(shù)量顯著多于低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練。這種不同于傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練產(chǎn)生的肌纖維募集被認(rèn)為可能是促進(jìn)肌肉力量、肥大效應(yīng)的潛在因素(Loenneke et al.,2012a,2015)。
3.1.2 肌肉蛋白合成相關(guān)激素
研究表明,高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練后,人體內(nèi)的生長(zhǎng)激素(growth hormone,GH)和胰島素樣增長(zhǎng)因子-1(insulin like growth factor-1,IGF-1)等合成代謝激素顯著升高(Kraemer et al.,2005)。此類(lèi)激素與提高肌肉蛋白合成和降低肌肉蛋白分解有關(guān),對(duì)促進(jìn)肌肉力量及肌肉肥大有積極影響(Rooyackers et al.,1997)。加壓訓(xùn)練可誘導(dǎo)代謝物積累、急性缺氧以及肌內(nèi)pH值降低(Loenneke et al.,2012a),代謝物積累誘導(dǎo)的低pH環(huán)境可通過(guò)傳入神經(jīng)刺激垂體分泌GH(Schoenfeld,2013)。Fry等(2010)發(fā)現(xiàn),老年人進(jìn)行低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后,體內(nèi)GH濃度顯著升高了9倍。GH還可通過(guò)IGF-1的釋放提高骨骼肌有絲分裂和合成代謝(Haddad et al.,2004)。IGF-1蛋白水平的增加與抗阻訓(xùn)練后肌肉力量的增加成正比,這一結(jié)論已得到證實(shí)(Scott et al.,1985)。已有研究表明,進(jìn)行了低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后,IGF-1蛋白水平顯著升高(Takano et al.,2005)。低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練中,GH與IGF-1濃度的顯著升高可能是提高肌肉力量和促進(jìn)肌肉肥大的重要原因(Loenneke et al.,2011;Madarame et al.,2010)。
高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練產(chǎn)生的睪酮也可能是調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)后合成代謝適應(yīng)的因素。睪酮能夠直接促進(jìn)肌肉蛋白的合成(Kadi,2008),通過(guò)增強(qiáng)IGF-1和GH的釋放間接促進(jìn)肌肉蛋白的合成(Bhasin et al.,2001)。李卓倩等(2020)發(fā)現(xiàn),低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練可以顯著提高睪酮濃度。與此相反,F(xiàn)ujita等(2007)采用加壓抗阻訓(xùn)練后,發(fā)現(xiàn)被試體內(nèi)的睪酮濃度無(wú)顯著改變。目前,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量及肥大的研究較少,肌肉力量提高和肌肉肥大效應(yīng)可在無(wú)GH和IGF-1等關(guān)鍵合成激素的情況下產(chǎn)生。因此,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量和肌肉肥大效應(yīng)的作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步探討。
3.1.3 肌肉蛋白合成調(diào)節(jié)因子
正常生理狀態(tài)下,熱休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)作為分子伴侶,主要負(fù)責(zé)組合及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)(Kiang et al.,1998)。有研究表明,HSPs可以從熱、缺氧、缺血和代謝累積的環(huán)境中產(chǎn)生,對(duì)肌肉蛋白合成有促進(jìn)作用(Kregel,2002)。Cumming等(2014)對(duì)9名受試者進(jìn)行低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后,發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)的HSP 27和HSP 70蛋白水平顯著提高。在缺血、缺氧和代謝物累積升高的加壓訓(xùn)練中,HSPs活性的升高可能是促進(jìn)肌肉肥大的因素之一。
作為轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子家族成員之一,肌生成抑制素被認(rèn)為是骨骼肌生長(zhǎng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子(Schiaffino et al.,2013)。這一蛋白的缺失,可能對(duì)肌肉蛋白合成起到一定的促進(jìn)作用。研究表明,與正常小鼠相比,缺失肌生成抑制素的小鼠肌肉顯著肥大(Kawada et al.,2005)。Laurentino等(2012)發(fā)現(xiàn),通過(guò)8周的低強(qiáng)度加壓(20% 1RM,95 mmHg)抗阻訓(xùn)練,體內(nèi)肌生成抑制素基因表達(dá)下調(diào),且與肌肉肥大和力量增加(6.3%和40.0%)呈正相關(guān),但未在低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練中發(fā)現(xiàn)肌生成抑制素的顯著變化。因此,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練促進(jìn)肌肉力量和肥大的原因,可能與肌生成抑制素表達(dá)降低有關(guān)。
目前,針對(duì)中老年人施加低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練和加壓步行訓(xùn)練的研究較少,關(guān)于加壓訓(xùn)練引起肌肉適應(yīng)的作用機(jī)制觀點(diǎn)尚未統(tǒng)一。已有研究表明,加壓訓(xùn)練促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量和肌肉肥大的效果,可能是通過(guò)激素分泌和肌纖維募集等因素影響肌肉蛋白合成和分解產(chǎn)生。
3.2.1 中老年人的體質(zhì)特點(diǎn)與加壓訓(xùn)練
研究表明,成人在50~80歲肌肉質(zhì)量損失30%~40%(Lexell,1995)。肌肉質(zhì)量下降是中老年人心臟病等疾病發(fā)生的主要因素(Koopman et al.,2009),與年齡相關(guān)的肌肉力量下降可升高中老年人跌倒風(fēng)險(xiǎn)以及死亡率(Cooper et al.,2010;Wolfson et al.,1995)。因此,中老年人應(yīng)積極采取適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施,延緩肌肉力量及質(zhì)量下降。美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)指出,每周2次高強(qiáng)度的抗阻訓(xùn)練,能顯著促進(jìn)肌肉力量及肌肉肥大(Zajko et al., 2009)。但部分中老年人由于常伴有冠心病或肌肉骨骼損傷等疾病,往往無(wú)法進(jìn)行高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練(Yoshiko et al., 2017),且高運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)和低身體活動(dòng)能力嚴(yán)重阻礙了中老年人對(duì)高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練的參與。在訓(xùn)練動(dòng)機(jī)和依從性方面,低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練比高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練更適合中老年人(Van Roie et al., 2015)。在促進(jìn)肌肉力量和肌肉肥大方面,低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練結(jié)合加壓條件已被證實(shí)與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練效果相似,且與高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)相比,對(duì)關(guān)節(jié)施加更小的機(jī)械負(fù)荷(Slysz et al., 2016)。另有研究發(fā)現(xiàn),加壓步行訓(xùn)練也可顯著增強(qiáng)下肢肌肉力量并促進(jìn)肌肉肥大(Clarkson et al., 2017)。
雖然加壓訓(xùn)練已具有臨床意義,但仍需在制定運(yùn)動(dòng)處方時(shí),注意訓(xùn)練的禁忌與風(fēng)險(xiǎn)防范(瞿超藝 等,2019)。Kacin等(2015)開(kāi)發(fā)了臨床篩查工具,用于制定加壓訓(xùn)練處方時(shí)排除相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。
3.2.2 加壓訓(xùn)練促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量及肥大的效果
Meta分析顯示,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練促進(jìn)中老年人肌肉力量及肥大的效果與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練相似,加壓步行訓(xùn)練可顯著提高下肢肌肉力量及肌肉肥大。
Vechin等(2015)比較了低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量及肥大效應(yīng)的效果,發(fā)現(xiàn)2組中腿舉1RM值及股四頭肌橫截面積顯著增加。Libardi等(2015)對(duì)25名老年人進(jìn)行了為期12周的低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練,結(jié)果表明,加壓訓(xùn)練組下肢肌肉力量及股四頭肌橫截面積顯著增加,訓(xùn)練效果顯著優(yōu)于不加壓組。除了促進(jìn)加壓部位肢體肌肉力量外,進(jìn)行低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后會(huì)產(chǎn)生效果轉(zhuǎn)移現(xiàn)象(Madarame et al.,2008)。Patterson等(2011)發(fā)現(xiàn),完成單側(cè)下肢低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后,受試者非訓(xùn)練側(cè)下肢肌肉力量得到有效提高。
Abe等(2010)研究指出,加壓步行訓(xùn)練能有效提高中老年人的下肢肌肉力量并促進(jìn)肌肉肥大。有學(xué)者通過(guò)對(duì)不同速度加壓步行訓(xùn)練(如慢速56 m/min、快速87 m/min)和慢速步行訓(xùn)練(56 m/min)進(jìn)行研究,指出慢速加壓步行訓(xùn)練與快速加壓步行訓(xùn)練在促進(jìn)肌肉肥大方面均效果顯著,但并未在慢速步行訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)促進(jìn)肌肉肥大的現(xiàn)象(Ogawa et al.,2012)。提示,在加壓步行訓(xùn)練中,行走速度可能不是促進(jìn)肌肉肥大的主要原因。
加壓訓(xùn)練具有低風(fēng)險(xiǎn)、低強(qiáng)度和效果轉(zhuǎn)移的特點(diǎn),在減少關(guān)節(jié)機(jī)械應(yīng)力的同時(shí),可獲得較高的訓(xùn)練效果。因此,建議將低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練和加壓步行訓(xùn)練作為促進(jìn)中老年人肌肉力量及肥大的輔助訓(xùn)練,預(yù)防肌少癥,延緩肌肉萎縮。
3.2.3 中老年人與青年人加壓訓(xùn)練效果的差異
有研究認(rèn)為,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練(20%~30% 1RM)可促進(jìn)肌肉力量及肌肉肥大,訓(xùn)練效果與年齡無(wú)關(guān)(Yasuda et al.,2015)。Cook等(2019)對(duì)21名67~90歲的老年人進(jìn)行了為期12周30% 1RM的加壓抗阻訓(xùn)練,發(fā)現(xiàn)受試者膝伸力量及股四頭肌橫截面積顯著增加。Takarada等(2002)研究發(fā)現(xiàn),平均年齡為25.6歲的男性運(yùn)動(dòng)員在接受8周低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后,膝關(guān)節(jié)伸肌力量及肌肉橫截面積分別提高了14.3%和15.0%。在加壓步行訓(xùn)練方面,Ozaki等(2011b)研究發(fā)現(xiàn),13名65~67歲的老年人在完成10周加壓步行訓(xùn)練后,下肢肌肉力量顯著提高15%,大腿中部肌肉橫截面積提高3%。有研究證實(shí),青年人進(jìn)行3周的加壓步行訓(xùn)練后,下肢肌肉力量及股四頭肌橫截面積分別提高7.4%和4.1%(Abe et al.,2006)。
綜上,已有研究表明,中老年人與青年人完成低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練后,提高肌肉力量和肥大的效果均較顯著。但目前鮮有研究對(duì)中老年人及青年人加壓訓(xùn)練促進(jìn)肌肉適應(yīng)的效果進(jìn)行對(duì)比分析,未來(lái)研究可對(duì)其差異進(jìn)行進(jìn)一步深入探討。
為探尋各研究間的異質(zhì)性緣由,本研究對(duì)加壓抗阻訓(xùn)練與低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉力量影響的研究進(jìn)行亞組分析。結(jié)果顯示:1)4周、16周的低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練均可提高老年人的下肢肌肉力量,16周的干預(yù)效果更佳;2)低壓組(105~140 mmHg)和高壓組(181~220 mmHg)的低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練均能顯著提升下肢肌肉力量,這表明加壓壓力可能是異質(zhì)程度的來(lái)源。
3.3.1 運(yùn)動(dòng)周期的亞組分析
Slysz等(2016)發(fā)現(xiàn),超過(guò)8周的低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練提高肌肉力量的效果優(yōu)于不滿8周的訓(xùn)練。Loenneke等(2012b)的Meta分析發(fā)現(xiàn),訓(xùn)練周數(shù)與肌肉力量的效應(yīng)量有顯著關(guān)系,與肌肉肥大效應(yīng)量無(wú)顯著關(guān)系。這與傳統(tǒng)的抗阻訓(xùn)練不同。在傳統(tǒng)訓(xùn)練中,機(jī)體首先通過(guò)神經(jīng)適應(yīng)提高肌肉力量,肌肉肥大現(xiàn)象會(huì)在隨后的訓(xùn)練中出現(xiàn)。Loenneke等(2012b)根據(jù)其研究結(jié)果推測(cè),低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練與傳統(tǒng)抗阻訓(xùn)練改善肌肉適應(yīng)的方式可能相反,低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練在短期內(nèi)獲得的肌肉力量效果可能與肌肉肥大有關(guān)。因此,建議中老年人采用長(zhǎng)期低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練,以獲取更好的效果。有關(guān)不同時(shí)間低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練對(duì)肌肉力量影響的研究較少,仍需更多高質(zhì)量、大樣本的研究進(jìn)一步探討其作用機(jī)制。
3.3.2 加壓壓力的亞組分析
低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練中,低壓組(105~140 mmHg)和高壓組(181~220 mmHg)均能顯著提高中老年人的下肢肌肉力量且效果相似。Rubens等(2018)提出,低壓組(105 mmHg)與高壓組(186 mmHg)在提高老年人下肢力量的效果方面均與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練組相似,組間不存在顯著差異。Loenneke等(2015)對(duì)40名參與者進(jìn)行加壓抗阻訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn),在低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練方案中,40%~50%動(dòng)脈限制壓力下,肌肉激活的程度顯著升高,但肌肉激活程度并未隨壓力增加而提高。李卓倩等(2020)發(fā)現(xiàn),在30% 1RM強(qiáng)度下,30次/組,共4組的低壓(140 mmHg)與高壓(220 mmHg)抗阻訓(xùn)練產(chǎn)生的GH濃度均顯著高于非加壓組;低壓組產(chǎn)生的血睪酮濃度高于高壓組,但2組無(wú)顯著差異。這表明,在低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練中,低壓與高壓在促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量與肌肉肥大方面的效果可能相似。
然而,學(xué)者對(duì)此觀點(diǎn)并未達(dá)成一致。Lixandrao等(2015)通過(guò)12周的低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練發(fā)現(xiàn),40%袖帶壓力組與80%袖帶壓力組促進(jìn)肌肉力量和肌肉肥大的效果有顯著性差異。這表明,不同加壓壓力抗阻訓(xùn)練對(duì)促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量及肥大的效果仍需進(jìn)一步探討。由于中老年人常伴有冠心病、糖尿病或肌肉骨骼損傷等基礎(chǔ)疾病,建議中老年人進(jìn)行低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練時(shí),謹(jǐn)慎選擇高壓力。
1)本研究納入文獻(xiàn)數(shù)量較少(n=10),主要原因是在研究質(zhì)量方面有意選擇了嚴(yán)格的納入標(biāo)準(zhǔn),但大多研究質(zhì)量仍為中等。研究中分配隱藏和受試者與研究者雙盲法是限制研究質(zhì)量的主要因素,未來(lái)的研究應(yīng)盡量運(yùn)用分配隱藏及受試者與研究者雙盲法,以提高文獻(xiàn)質(zhì)量。
2)低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練(I2=67)和加壓步行(I2=75),異質(zhì)性較大,可能是由干預(yù)方案不同(干預(yù)周期等)、樣本量大小、下肢干預(yù)部位不同(股四頭肌與跖屈肌等)和力量評(píng)估方式不同(最大重復(fù)力量、等長(zhǎng)測(cè)試和等速測(cè)試)等因素造成的。
3)由于加壓步行訓(xùn)練納入研究較少,未采用亞組分析。在低強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練方案中,因缺乏有效數(shù)據(jù),無(wú)法探究低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練對(duì)中老年人下肢肌肉肥大的影響,未來(lái)可增加低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練對(duì)其影響的相關(guān)研究。
4)同一文獻(xiàn)的多種相關(guān)研究在一定程度上影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的同質(zhì)性。
低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練及加壓步行訓(xùn)練能顯著促進(jìn)中老年人下肢肌肉力量及肌肉肥大;低強(qiáng)度加壓抗阻訓(xùn)練作為訓(xùn)練方法,在減少負(fù)荷和關(guān)節(jié)機(jī)械應(yīng)力的同時(shí)可達(dá)到與高強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練類(lèi)似的效果;干預(yù)措施中,運(yùn)動(dòng)周期是影響中老年人訓(xùn)練效果的因素。