低负荷抗阻训练结合血流限制对大学生肌肉厚度和力量的影响

黄勤山

(江西理工大学 体育与艺术学院，江西 赣州 334100)

在生理学上，肌肉存在“用进废退”现象，即长期不用或者少用肌肉力量会下降。长期久坐容易引发这种生理现象。大学生常因各种因素处于久坐状态。有研究表明，久坐造成参与体育活动时间减少，导致身体素质下降，给身心健康带来严重的危害[1]。通过增加身体活动时间治疗久坐是典型的干预模式。肌肉力量是身体素质好坏的重要指标，抗阻训练已经被证明是肌肉力量提升的有效路径。传统的抗阻训练常使用高负荷进行肌肉力量提升，但是这种高负荷容易引发安全问题，比如疲劳、肌肉撕裂等。人们不断探讨抗阻训练与其他方式的结合是否能达到与传统高负荷抗阻训练同等的效果，且较为安全。这一猜想逐步得到了学者们证实。据报道，低强度抗阻训练结合血流限制能够使骨骼肌产生肥大、肌肉力量和耐力增加[2]。目前，国内将这种方案应用在康复人群和运动员人群中的研究较为丰富，比较少关注大学生群体，特别是久坐大学生人群。因而该研究展开为期5周的低负荷抗阻训练结合血流限制的研究，探索低负荷抗阻训练结合血流限制对大学生肌肉厚度和力量的影响，为大学生体质健康提供实践与理论依据。

1 方法

1.1 实验对象

招募19～24岁的大学生20名。受试者随机分为2组，每组10人，分别为低负荷抗阻训练组(对照组)、低负荷抗阻训练结合血流限制组(实验组)。患有疾病或者3个月以内服用过药物的受试者不纳入该研究。实验前，向受试者充分说明实验的目的、实施方法以及实验过程中可能出现的危险性等，获得受试者的同意，并签署知情同意书。两组受试者基本情况无显著差异(P>0.05)(表1)。

表1 受试者基本情况

对照组：低负荷抗阻训练(50%一次最大重复次数负荷) ；实验组：低负荷抗阻训练(50%一次最大重复次数负荷)结合血流限制；BW，体质量；SBP，收缩压；DBP，舒张压；HR，心率。

1.2 实验方法

进行为期5周的低负荷抗阻训练或结合血流限制训练，并观察肌肉质量、厚度和力量变化。方法如下：(1)加压带捆绑部位：下肢使用5 cm的专用加压绑带(B-Strong，美国)。下肢加压带捆绑于大腿近根1/3处，并与大腿纵轴垂直。(2)加压带捆绑压力：该研究中采用的捆绑压力为40 mmHg。(3)加压带充气压力：对照组：0 mmHg；实验组：160 mmHg。(4)运动方式：所有参与者均进行了为期 5 周的膝关节伸展(Nautilus One TM S6LE，美国)和膝关节屈曲(Nautilus EVOTM S9LCP，美国)阻力训练计划。参与者以50%1RM的负荷完成3组(每周3次)，每组15次(收缩2 s，放松2 s)，组间间歇60 s。每次训练前使用功率自行车进行10 min的热身和伸展运动。(5)肌肉质量测试：在干预前、后使用生物电阻分析仪对右腿肌肉质量进行测试(Seca mBCA，德国)。(6)肌肉厚度测试：由专业医生使用线性探头5～13 MHz的超声检查受试者干预前、后的下肢肌肉厚度(LOGIQ e，美国)。(7)肌肉力量测试：在干预前、后使用等动测试仪进行下肢肌肉力量测试(Nautilus OneTM S6LE，美国)。

1.3 数据分析

采用spss25.0软件进行数据统计分析，数据使用均数±标准差表示。组内前后测数据使用配对样本T检验进行数据分析，组间使用单因素方差分析。P<0.05有统计学意义。

2 结果

2.1 干预前、后肌肉质量变化

5周干预后，受试者下肢肌肉质量发生的变化如图1所示。与前测数据相比，实验组差异显著(P=0.028<0.05)。实验组的变化率高于对照组(实验组：2.3 % >对照组：1.26 %)，对照组和实验组组间虽然产生了变化，但未达到显著性水平。

图1 干预前、后大腿肌肉质量及其变化率对比图

2.2 干预前、后肌肉厚度变化

5周干预后，受试者下肢肌肉厚度发生的变化如图2所示。与前测数据相比，实验组差异显著(P=0.045<0.05)。实验组的变化率高于对照组(实验组：14.53 % >对照组：7.29 %)，对照组和实验组组间虽然产生了变化，但未达到显著性水平。

图2 干预前、后大腿肌肉厚度及其变化率对比图

2.3 干预前后肌肉力量变化

如图3所示，5周干预后，与前测数据相比，两组受试者下肢肌肉力量均发生显著差异(对照组：P=0.002<0.05，实验组：P=0.001<0.05)。实验组的变化率高于对照组(实验组：13.15 % >对照组：11.66 %)，对照组和实验组组间虽然产生了变化，但未达到显著性水平。

图3 干预前后大腿肌肉力量及其变化率对比图

3 讨论

大学生久坐已成为常态，肌肉功能提升已然成为大学生亟待解决的问题。肌肉功能的提升能够有效降低因久坐引起的肌萎缩、心血管等一系列疾病。通过为期5周的研究，从图1、2、3中发现低负荷抗阻训练和低负荷抗阻训练与血流限制的结合均能有效地提升受试者肌肉质量、厚度和力量，但是，在效能上低负荷抗阻训练与血流限制的结合明显高于对照组。另外，研究还发现实验组肌肉厚度的提升(提升率6.23%)明显高于肌肉质量(提升率1.04%)和力量(提升率1.49%)的提升。实验取得了与预期一致的结果，这与千人研究结果相似。

这种变化可能是因为血流限制增加受限部位肌肉内的静脉血汇集，减少动脉血回流心脏，使肢体达到相对缺血状态，产生了局部肌肉组织缺氧，导致代谢产物上升，促进生长激素的释放，降低肌肉生长抑制素等一系列机体内分泌、心血管、神经等系统的适应性调节。代谢产物地上升引起了神经肌肉快速疲劳，使得机体开始减少I型肌纤维的使用，转向募集更多的II型肌纤维，从而导致了肌肉肥大。有研究发现，血流限制后，机体形成了一个局部缺氧的环境，从而引起代谢产物地提升，特别是乳酸地堆积，从而促进肌卫星细胞的激活、增殖与分化，达到预防肌肉萎缩和促进肌肉增长的作用。另外，研究还发现在低强度抗阻结合血流限制训练干预后生长激素(GH)和胰岛素样生长因子得到增加。GH在细胞表面与GHR结合，引发JAK2的蛋白磷酸化，从而激活了细胞内的分子信号通路STAT5，继而引发IGF-1基因的转录增加。IGF-1浓度增加可促进肌肉卫星细胞地增殖和分化，最终促进肌肉的肥大和肌力的增加。

肌肥大分为肌节肥大和肌质肥大两种。有研究发现，肌节肥大训练模式和肌质肥大模式提升侧重点不同，肌质肥大模式有效增加肌肉横截面积，但力量增长一般。该研究中实验组肌肉厚度的增加明显高于力量的增长，是这种观点的佐证。实验观察了低负荷抗阻训练结合BFR的方法和操作流程的安全性，为后续实验提供参考。在实验结束后，受试者没有出现不良反应。该实验的受试者较少，可能存在片面性。同时，在后续的研究中需要进一步探明胰岛素样生长因子除IGF-1外，是否存在其他的变化。

4 结语

久坐严重影响了学生体育教育、劳动教育等素质的培养，随之带来的副作用是心血管疾病的增加、骨骼肌系统功能的下降、免疫系统的弱化等一系列问题。抗阻训练对人体产生正向影响，已经被广大研究者研究证明。研究者发现，若想达到较好的骨骼肌力量增益，需要采用高负荷，但是这种高负荷可能对人体产生危险，比如高负荷深蹲时，由于锻炼者疲劳、精力不集中等原因极易产生损伤(骨折、肌肉拉伤等)。因而使用较低负荷的抗阻训练成为了一种猜想。在该研究中，低负荷抗阻训练对受试者产生了变化，但是在肌肉厚度和肌肉质量中的变化不显著，而对于受试者肌肉力量的增长显著。该项研究也证实了其他研究者的研究能够得出低负荷抗阻训练对于受试者肌肉力量增益的结论。

抗阻训练与血流限制的结合已经成为骨骼肌功能增益的一种选择。通常研究者比较关注康复人群和运动员人群，对于大学生的关注较少。然而，这种能够产生传统高负荷抗阻训练相似的骨骼肌力量增益的方法不应该局限于某一人群，更应该多元应用，将其功能发挥极致。于是，这种方式对于较为年轻的大学生是否能够产生同样或者更好的效果成为了该项研究的重点。在低负荷抗阻训练对大学生力量增益的研究中已经得出了该干预方案对于大学生肌肉力量的增益效果。在此基础上，与血流限制结合，证实了之前的假设。低负荷抗阻训练与血流限制的结合能够有效的增加大学生下肢骨骼肌质量、厚度以及力量。研究虽然产生了较好的结果，与研究基线相比产生了一些显著差异，但是这种变化尚未产生组间的统计学差异。因而，低负荷抗阻训练以及低负荷抗阻训练结合血流限制两种干预方案，哪一种方案对大学生骨骼肌增益更具优势需要进一步的证据证明。