冷冻疗法对运动员身体机能的影响

□ 吴赵昭 石金龙（西北大学 陕西 西安 710127）

全身冷冻疗法通常指受试者将身体全部暴露于-110℃至-195℃之间的超低温开放式冷仓约3min，一般在运动后早期（0-24h）进行，可在一天或数周内重复多次。进入仓体前，受试者应尽可能少穿衣物，保持体表干燥，穿着袜子、拖鞋和手套以保护肢体末端。进入仓体，站立于中心，将手搭在仓体上沿处，确保皮肤未直接贴近仓体内金属表面，以免冻伤。整个过程中可轻微活动手指、踱步，避免屏息和过度低头呼吸。

1、应用及功效

临床医学上W B C常用于缓解一些由慢性病症引起的疼痛和炎症，特别是针对类风湿性关节炎、纤维肌痛和强直性脊柱炎等症状；运动医学中W B C被更多的运动员使用以加速肌肉损伤恢复。W B C能够快速缓解大强度训练引起的肌肉疼痛和肿胀，降低肌肉继发性损伤减少炎症反应，加速疲劳恢复，此外还广泛应用于伤病康复和预防过度训练。总体而言，W B C可增强运动员心血管功能、改善肌肉活性、减少运动引起的溶血、缓解炎症反应，并具有一定潜在功效。

研究发现，W B C可改变运动员生理生化指标，包括炎症因子的减少，抗氧化剂的适应性变化以及与肌肉损伤相关的酶的积极作用等。同时，此研究也表明W B C是安全的，不会对心脏、免疫功能造成不良影响。近年来，随着W B C研究的升温，我们获取了更多相关依据。本文综述W B C的主要研究结果，为其评定恢复效果提供参考依据。

2、相关探讨

2.1、组织温度

冷冻疗法的前提是从人体组织中吸收热量以达到各种临床效果，有研究表明，为达到最佳的治疗效果，组织温度必须达到所需治疗的最佳温度。因此，相比传统运动医学冷疗方式（冰敷、冷水浸泡），确定W B C相关的组织温度下降幅度至关重要。有推测认为，由于其极端的空气温度，W B C比传统方式表现出更强的冷疗效果。干预过程中体表和仓内环境形成了一个巨大的温度差，热传递取决于诸多因素，例如导热系数或热传递系数(k=w/m2-k)能表现物质传递热量的能力，冰的导热系数（2.18k）比水（0.58k）和空气（0.024k）要高的多，这意味着从身体中吸收热能，冰比其他两种物质更为有效。冰也可改变自身原有属性（固态变为液态），从而进一步优化其冷疗效果。虽然水和空气不是传播热量的最佳媒介，但它们却具有使体表大面积区域同时冷却的潜在优势。

通过对实证研究的比较，可以发现体表温度下降通常与冰敷有关。在一些研究中，使用W B C或冷水浸泡（col d water immersion，CWI）的方式降温效果并不显著，甚至没有达到缓解疼痛的必要温度。值得注意的是，不论采取何种方式降温，肌肉温度降低的幅度几乎可以忽略不计。到目前为止，仅有一项关于W B C对肌肉内部温度影响的研究，而未来研究的深入对填补这一空白十分必要。

人体组织的热性能意味着要在皮下冷却是非常困难的，这是由于皮下脂肪组织的导热系数很低（0.23k，相比肌肉的导热系数为0.46k）对身体产生了保温作用。有临床文献报道，一个皮脂极低（皮褶厚度0-10mm）且健康的受试者，经过8分钟冰敷，其最大肌内降温（深度1cm）为7℃。此外，温度下降的幅度也会因身体部位的不同而有所不同，如髌骨等骨质区域组织温度通常下降幅度最大。

2.2、负面效应

现有研究中，并未发现任何关于W B C副作用的报道。但据以往研究，大多数相关报道似乎并没有对预期的不良反应进行积极监测。有报道指出，在芬兰的一家专科医院里，采用W B C治疗的患者在过去8年中并未发生任何不良反应。近来，出现少数与W B C相关的个别问题（如冻伤），而这些都是准备过程中的疏忽所致，如在皮肤尚留有汗液或身穿潮湿衣物的情况下进入仓内。据报道，正常人的体表冰点在-3.7℃至-4.8℃之间，而对于有体表细胞严重受损或有皮肤冻伤经历的人，体表冰点会降低至-10℃左右。需要注意的是，为保证干预的顺利进行，完备的实验流程在整个操作中就显得尤为重要。此外，还应特别关注受试者是否有以下禁忌症状：顽固性高血压、冠状动脉疾病、心律失常、血液循环障碍、雷诺综合症、低温过敏、肺部疾病和低温引起的支气管阻塞等。

2.3、生物标志物

有动物实验表明，冷冻疗法可对损伤后与炎症相关的重要细胞和生理活动产生影响，包括细胞的新陈代谢、血管内白细胞活性和潜在的细胞凋亡。但很少有研究在人体实验中复制这一方案。有两项研究表明运动员在训练后单次或多次使用W B C能够增强自身的细胞因子。另有人发现，在各种形式的运动训练后，W B C对肌肉损伤的各种标志物影响不大。有一项研究量化了局部冰敷对人体损伤的生化效应，在膝关节术后进行局部加压冰敷，发现前列腺素E2和关节液中乳酸的产生远远低于未经任何干预的对照组。

2.4、氧化应激

有研究表明经过CWI可以引起氧化应激，并可能增加自由基的形成。自由基是有氧系统细胞代谢在外界环境影响下的产物。当自由基的产生超过抗氧化保护能力和修复机制时，氧化应激就会发生，从而对蛋白质、脂类和脱氧核糖核酸等大分子造成损害。在代谢应激时期，发生氧化应激的风险可能会增加，氧化和抗氧化的平衡会受到破坏。相关概念也被指出，在低温环境下激活适应体内平衡机制的剂量可使运动员受益。同有研究表明，经常在冷水中游泳的人通常抗氧化能力较强。

目前关于W B C对机体抗氧化能力的影响尚不明确。一项研究表明，经W B C的干预，高强度运动的氧化应激反应低于强度较低的健身运动。10天的运动实验研究中发现受试者抗氧化能力不相一致，W B C组的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶浓度较低。尽管有研究表明W B C可增加缺乏锻炼者的抗氧化能力，但其不足是氧化能力和抗氧化能力未在同一点上被量化，因此很难确定与氧化应激相关的机制。未来的研究应着眼于导致抗氧化蛋白增加的敏感指标和明确至少含两个或两个以上的氧化应激指标，并以此判定细胞受损状况。此外，直接测量产生的自由基，可以更准确地量化自由基的生成和氧化损伤，如利用电子顺磁共振波谱技术进行测量。

2.5、自主神经系统

探究更为有效的方法来影响自主神经系统是运动恢复中一个不断发展的领域。高强度运动通常会增强交感神经活性，导致心率增加和心率变异性降低。然而，持续的增强交感神经活性，被认为是不利于运动后的恢复。正因如此，副交感神经再激活被认为是目前系统恢复的重要指标，并且经常用于量化各种心率变异性指标。有少数对照实验研究了使用W B C促进运动后副交感神经再生的可能性，虽表明最初影响的是交感神经，但最终影响的似乎还是副交感神经。基于在心率2-3倍变化的高强度运动后，W B C可增强短期自主恢复能力，这种反射被认为是低温引起的血管收缩和中心血容量增加。因此，副交感神经的激活不仅限于W B C，还可以通过CWI复制这一自主效应。

2.6、临床效果

我们在多篇文献中发现W B C对运动后身体机能恢复的影响不相一致。有研究证实W B C能够改善本体感觉，如运动后疲劳的恢复和肌肉酸痛的缓解。冰敷在急性软组织损伤和术后治疗中具有良好的短期镇痛效果，但对患处功能恢复和肿胀消除效果却一般。现有的诸多研究表明，W B C对肌肉骨骼损伤的恢复具有重要的临床意义，但这些效应的基础机制尚未确定。需要注意的是，有一项研究采用了W B C与手法治疗和关节松动术相结合的物理干预疗法。W B C可能作为一种抗疼痛的刺激剂促进对局部产生镇痛的效应。有研究表明在标准W B C的干预下最佳镇痛效果与皮肤温度有关，此阈值为低于皮肤温度13℃。此外，W B C可使去甲肾上腺素增高，这也可能是另一个获得镇痛效果的因素。在健康和受伤两类成年人群中发现，局部冷却对肌肉的激活有额外的刺激作用，进一步表明冷却可成为运动治疗的重要补充。

3、结语

W B C可改变运动员诸多重要生理生化指标，改善新陈代谢和运动后的恢复和肌肉酸痛状况；还可能对炎症介质、抗氧化能力和自主神经功能有积极影响。然而上述表现仍为初步研究，还需进一步开展高质量的随机对照研究。大量研究尚未对其不良反应进行主动监测，因此也很难就与W B C相关的可能风险得出明确结论。另一局限是目前W B C比CWI或冰敷价格昂贵且不易获得。

随着运动员的训练强度和比赛激烈程度与密集程度大大提高，完善这种极端温度下的新型恢复措施就显得尤为重要。基于目前研究现状，需要更准确的W B C实践参数，主要包括最佳的空气温度、干预持续的时间和频率及完备的安全指南。未来研究应确定是否有必要根据损伤的性质、严重程度或急慢性程度来改变治疗剂量，比较W B C、CWI和冰敷的相对有效性，并提供重要的临床效果。

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