尹 彥 羅冬梅 劉 卉 于 冰

（1.中國石油大學（北京）體育教學部，北京 102249；2.北京體育大學，北京 100084；3.北卡羅來納大學教堂山分校，美國 北卡羅來納州 27599）

現代體育比賽的激烈程度隨著競技體育事業(yè)的發(fā)展愈演愈烈，在劇烈的運動和比賽過程中，運動員不可避免地會進入疲勞狀態(tài)。而疲勞會對人的活動能力產生負面影響，增加發(fā)生運動性損傷的風險。姿勢控制是人體最基本的功能之一，是人體本體感覺和神經肌肉控制能力的綜合表現形式，而姿勢穩(wěn)定性能夠綜合反映人體的姿勢控制能力。在訓練和比賽過程中，人體姿勢控制能力在疲勞狀態(tài)下也會發(fā)生變化。本文主要綜述了疲勞對人體姿勢穩(wěn)定性影響的研究進展。

1 疲勞的定義與類型

疲勞的定義為機體生理過程不能持續(xù)其機能在一特定水平上和/或不能維持預定的運動強度[1]。運動性疲勞是指在運動過程中，機體的機能能力或工作效率下降，不能維持在特定水平上的生理過程[1]。運動性的肌肉疲勞指肌肉在持續(xù)重復收縮過程中不能維持產生最大隨意收縮力量或輸出功率，通過休息能恢復原來狀態(tài)的生理現象[2,3]。

根據疲勞發(fā)生的機制與表現，可分為中樞性疲勞和外周性疲勞。中樞性疲勞發(fā)生在腦至脊髓部位，疲勞引發(fā)中樞神經系統(tǒng)功能紊亂，改變了運動神經元的興奮性，使神經沖動的頻率減慢，導致肌肉工作能力下降[1,4-6]。外周疲勞發(fā)生在肌肉中從神經-肌肉接點到及纖維內部線粒體等組織內，疲勞引起代謝產物堆積使肌梭活性降低，抑制了肌肉的興奮收縮耦聯(lián)和收縮過程，導致肌肉工作能力下降[1,4,5,7]。Kent-Braun等[4]研究發(fā)現在肌肉疲勞的發(fā)展過程中中樞性疲勞只占20%，而外周性疲勞則占80%，表明外周性疲勞可能是疲勞狀態(tài)下肌肉功能下降的主要原因。

2 疲勞誘發(fā)方法與疲勞狀態(tài)判斷標準

在體育運動和康復醫(yī)學中，肌肉運動可以分為兩種形式：一種運動調動全身稱為整體運動，另一種運動只專注于某一肌群稱為局部運動。兩者之間主要有以下三點不同[8]：第一，整體運動包括多關節(jié)多肌群，局部運動只包括單關節(jié)和某一塊肌肉或某一肌群；第二，整體運動產生劇烈的能量代謝，局部運動對神經肌肉系統(tǒng)產生強烈刺激；第三，整體運動引起整個身體空間位置的改變（如走、跑等），局部運動只在身體靜止條件下進行某一環(huán)節(jié)的運動（如膝關節(jié)伸、肩關節(jié)屈等）。而這兩種運動產生的疲勞也不相同，分別為整體疲勞和局部疲勞。為了研究疲勞產生的影響，研究者們根據運動與疲勞的分類設計了多種不同的誘發(fā)疲勞的運動方案，這些方案總的來說可以分為兩種：局部等速運動疲勞方案和整體功能性運動疲勞方案。

局部等速運動疲勞方案是應用最多的疲勞誘發(fā)方案，其方法是使用等速肌力測試儀設置不同的運動速度、肌肉收縮形式、重復次數和組數等參數，在可控的條件下讓受試者進行持續(xù)重復的肌肉收縮，從而誘發(fā)某一關節(jié)周圍單塊肌肉或單個肌群的局部疲勞。局部等速運動疲勞方案中對肌肉達到疲勞狀態(tài)的判斷標準主要有三種：第一種是肌肉或肌群在持續(xù)重復收縮過程中產生的力或力矩降低到預先確定值以下[7,9-12]（如最大隨意收縮產生峰值力矩的50%以下）；第二種是完成預先確定的重復次數和組數或持續(xù)等速運動達到預先確定的時間[11,13-17]；第三種是維持某一特定強度的運動形式（如持續(xù)重復等速收縮每次都達到最大隨意收縮產生峰值力矩的20%）直至不能達到要求為止[18-24]。

整體功能性運動疲勞方案指讓受試者持續(xù)重復完成各種不同的模擬體育運動動作的功能性運動任務如沖刺跑[25]、蹲起[26]、爬樓梯[9]、跑臺上跑步[27-29]和騎功率自行車[29-31]等，從而誘發(fā)整個身體或多個環(huán)節(jié)的整體疲勞。整體功能性運動疲勞方案對達到疲勞狀態(tài)的判斷標準主要有受試者達到力竭不能繼續(xù)運動[25]，主觀體力感覺量表分值≥17[28]，受試者完成單次功能性運動任務的時間降至第一次全力完成基準時間的50%以下[10,32]等等。這些疲勞狀態(tài)的判斷標準可針對功能性運動任務的不同而結合使用。

3 疲勞與姿勢穩(wěn)定性

疲勞會引起肌肉功能改變，可能會導致肌肉保護關節(jié)的能力下降而使損傷風險增加[28,33]。Jackson等[34]研究發(fā)現踝關節(jié)肌肉疲勞后對突然內翻擾動的牽張反射振幅顯著減少，說明疲勞會降低踝關節(jié)對未知內翻的糾正能力。Gutierrez等[35]研究發(fā)現踝關節(jié)跖屈背屈肌肉運動疲勞后腓骨肌中位頻率和放電率顯著降低，表明腓骨肌對踝關節(jié)內翻的抵抗能力降低，從而增加踝關節(jié)扭傷的風險。對運動性損傷的流行病學調查發(fā)現，在多個體育運動項目中損傷更多地發(fā)生在比賽的下半場，而這一時期運動員開始或已經進入疲勞狀態(tài)。Hawkins等[36]研究發(fā)現，在英格蘭足+

26%的損傷發(fā)生在下半場比賽的最后 15分鐘內，57%的損傷發(fā)生在足球比賽的下半場。Ostenberg等[37]研究發(fā)現瑞典足球聯(lián)賽的運動員所受到的損傷中有60%發(fā)生在訓練或比賽 60分鐘以后。Gabbett等[38]發(fā)現在英國七人制橄欖球聯(lián)賽的進程中，第4場比賽中運動損傷的發(fā)生率已經達到第1場比賽的7倍。可見疲勞會對人的活動能力產生負面影響，增加發(fā)生運動性損傷的風險。

3.1 疲勞與靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性

疲勞可能會引起肌肉中肌梭活性降低而導致姿勢控制能力下降[7]。Johnston等[9]研究發(fā)現疲勞狀態(tài)下受試者單腿支撐和雙腿支撐條件下維持靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性的能力與疲勞前相比顯著下降。Lundin等[39]研究發(fā)現受試者踝關節(jié)跖屈背屈肌肉會引起單腿支撐時姿勢晃動顯著增加。Boyas等[40]研究發(fā)現踝關節(jié)跖屈背屈肌局部等速疲勞后人體在單腿靜止站立時的靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性下降并且下肢關節(jié)角度也發(fā)生變化。Yaggie等[41]研究發(fā)現24名男性受試者踝關節(jié)跖屈背屈肌局部等速運動疲勞后身體額狀面靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性顯著下降，然后在 20分鐘內逐漸恢復到原來的水平。但是Gimmon等[42]研究則發(fā)現踝關節(jié)跖屈背屈肌局部等速疲勞后對姿勢控制能力的影響主要表現在矢狀面內。Qu等[43]研究發(fā)現踝關節(jié)跖屈肌局部等速疲勞后受試者單腳靜止站立時只有壓力中心軌跡平均速度比疲勞前顯著增加，壓力中心其他指標沒有顯著差異，表明踝關節(jié)局部疲勞對靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性有影響但并不顯著。Bellew等[44]研究認為肌肉產生力量能力下降是導致肌肉疲勞后靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性下降的原因。

多項研究[11,45-47]對下肢髖關節(jié)、膝關節(jié)屈伸肌和踝關節(jié)跖屈背屈肌局部等速運動疲勞后對靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性的影響進行研究，發(fā)現髖、膝、踝三關節(jié)肌肉疲勞后在疲勞平面（矢狀面）內的姿勢晃動速度均顯著增加，但是只有近端關節(jié)（髖關節(jié)和膝關節(jié)）肌肉疲勞后會使非疲勞平面（額狀面）內的姿勢晃動速度顯著增加，遠端關節(jié)（踝關節(jié)）肌肉疲勞前后額狀面內靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性無顯著差異。出現這一現象的原因可能是疲勞后維持姿勢穩(wěn)定性的代償機制。在姿勢控制中的踝關節(jié)策略主要用于維持靜止站立時的姿勢穩(wěn)定性，膝關節(jié)和髖關節(jié)策略的使用則隨著任務難度的增加而增加。因此，當踝關節(jié)周圍肌肉疲勞時，踝關節(jié)控制能力下降[39,41]，更多的近端關節(jié)肌肉被動員（膝關節(jié)和髖關節(jié)處的糾正動作增加）用于維持直立姿勢[48]。當髖關節(jié)和/或膝關節(jié)周圍肌肉疲勞時，姿勢控制只能依靠遠端的踝關節(jié)策略，表現為姿勢晃動速度增加。Wright等[29]和 Nardone等[30]研究跑臺上跑步和騎功率自行車兩種整體功能性運動疲勞方案對靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性的影響，發(fā)現跑臺上跑步疲勞方案對靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性有顯著影響，而騎功率自行車疲勞前后靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性沒有顯著差異。

3.2 疲勞與動態(tài)姿勢穩(wěn)定性

目前關于疲勞對動態(tài)姿勢穩(wěn)定性影響的研究還很少。Wikstrom等[10]比較了局部等速運動疲勞方案和整體功能性運動疲勞方案對達到穩(wěn)定狀態(tài)時間的影響，發(fā)現受試者在兩種疲勞方案后地面反作用力垂直分量達到穩(wěn)定狀態(tài)時間顯著增長，但是兩種疲勞方案對動態(tài)姿勢性的影響并無差異。Shaw等[32]在研究不同類型踝關節(jié)護具改善疲勞狀態(tài)下運動員動態(tài)姿勢穩(wěn)定性下降的效果時，發(fā)現在不使用踝關節(jié)護具的情況下，受試者經過整體功能性運動疲勞方案干預后地面反作用力前后分量的達到穩(wěn)定狀態(tài)時間顯著增加，但是疲勞前后內外分量的達到穩(wěn)定狀態(tài)時間沒有顯著差異，說明疲勞會引起矢狀面內動態(tài)姿勢穩(wěn)定性下降。Gribble等[49]使用星形移動平衡測試研究性別和疲勞對動態(tài)姿勢穩(wěn)定性的影響時發(fā)現，下肢髖、膝、踝三關節(jié)局部等速運動疲勞后受試者在星形移動平衡測試中的觸及距離顯著縮短，表明疲勞引起動態(tài)姿勢穩(wěn)定性下降。

以上研究表明疲勞對動態(tài)姿勢穩(wěn)定性有負面影響，但是也有研究有不同的結論。Kennedy等[50]研究踝關節(jié)疲勞對人體在可預知的持續(xù)姿勢擾動中動態(tài)姿勢控能力的影響時，應用踝關節(jié)局部等速運動疲勞方案，結果發(fā)現雖然疲勞后即刻壓力中心位移增加，但是所有受試者都通過改變姿勢控制策略保持了姿勢穩(wěn)定性。Mademli等[51]研究下肢肌肉疲勞對青年人和老人在前倒任務中動態(tài)穩(wěn)定性控制能力的影響時，發(fā)現疲勞前后青年人和老人的動態(tài)穩(wěn)定系數均無明顯差異，表明疲勞對正常人動態(tài)姿勢穩(wěn)定性沒有影響，其原因可能是疲勞后通過適當改變姿勢控制策略補償了由于疲勞引起的肌肉力量不足所導致的動態(tài)姿勢穩(wěn)定性的降低。Zech等[27]在研究局部疲勞和整體疲勞對男子手球運動員動態(tài)姿勢穩(wěn)定性影響時發(fā)現，疲勞前后運動員在星形移動平衡測試中的觸及距離沒有明顯差異，說明疲勞后健康運動員負責動態(tài)姿勢穩(wěn)定性的感覺運動機制保持良好。

4 結論

疲勞是指機體生理過程不能持續(xù)其機能在一特定水平上和/或不能維持預定的運動強度。根據疲勞發(fā)生的機制與表現，可分為中樞性疲勞和外周性疲勞；根據疲勞發(fā)生的部位，又可以分為整體疲勞和局部疲勞。研究者們根據運動與疲勞的分類設計了多種不同的誘發(fā)疲勞的運動方案。已有研究表明，疲勞會引起肌肉功能改變，可能會導致肌肉保護關節(jié)的能力下降而使損傷風險增加。在已有研究中大部分都是關于疲勞對人體靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性影響的研究，其結論也較為一致，即疲勞會引起人體靜態(tài)姿勢穩(wěn)定性的下降。只有少數文獻研究了不同人群疲勞前后動態(tài)姿勢穩(wěn)定性的變化，但是由于研究對象、疲勞方案和測試方式的不同，其研究結論也存在矛盾。

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通過對慢性病或異常指標相關危險因素調查，不難看出，同時具備4個（包括4個）以上的健康危險因素的高風險級別的男性教職工比例高于女性，男性教職工具有的慢性病及相關危險因素個數多于女性，年齡上41歲以上者慢性病及健康危險因素多于41歲以下者。這與男性脂肪肝、高血壓、高血脂和高血糖的檢出率均高于女性結果一致，與馬紅芝[9]等人的研究結果相似。導致以上慢性病的原因，第一位是飲食不合理，新疆以高脂肪、高熱量、高鹽、高糖飲食多，維生素、纖維素的食用少[10]，飲食結構不合理；第二是缺乏體育鍛煉，攝入營養(yǎng)過剩，體育活動少導致超重/肥胖，造成脂肪沉積在血管，肝內脂肪含量也大量增加[11]，從而形成血脂高、脂肪肝等。尤其是男性吸煙、飲酒者多；男性超重/肥胖嚴重；睡眠不好；緊張/壓力/抑郁情緒多發(fā)，導致男性血壓、血糖、血脂異常者比例更高。因此，高校教職工應及時發(fā)現和規(guī)避慢性病危險因素，調整生活方式，規(guī)律作息，合理飲食，積極鍛煉。

通過12周有規(guī)律的中等強度的有氧運動實驗，作為體檢后續(xù)健康干預手段，效果明顯。研究顯示，較長時間、持續(xù)的中等強度有氧運動[12]，以脂肪功能為主，可以有效減少體內脂肪的蓄積。需要注意的是運動干預前要對干預對象進行運動篩查，并根據具體身體情況進行運動干預，避免對健康造成傷害。這種以運動為主，加上合理的飲食和必要的藥物治療，可以較好的降低患慢性病或異常指標危險因素風險。

綜上所述，高校教職工的慢性病檢出率較高，后續(xù)保健與干預重視程度及有效措施不足。應加強慢性病防治相關知識的健康宣教，讓教職工了解影響健康的危險因素，進行針對性的健康干預。改變其不良的生活及飲食習慣，選擇適宜的運動項目，經常參加有規(guī)律的有氧體育鍛煉，促進教職工健康。

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