周開祥 ，郭振向 ，陳 巖 ，蔣幫華 ，劉昊揚 ，包大鵬 *

血流限制訓練（blood flow restriction training，BFRT），又被稱為加壓訓練（KAATSU training）或血管阻塞訓練（vascular occlusion training），是指在運動期間通過特殊加壓裝置對肢體進行外部加壓，使靜脈血流閉塞的同時，部分阻塞動脈血流以提高訓練效果的方法（魏佳 等，2019a；Loenneke et al.，2014；Sato，2005）。BFRT通過物理加壓使機體產(chǎn)生局部代謝危機，誘導大腦分泌生長激素促進合成代謝，提高肌肉力量，加快組織修復能力（Fry et al.，2010）。目前，BFRT研究成果主要集中在對抗阻訓練研究方面，且證實BFRT采用較低強度進行訓練能達到高強度訓練的效果（李卓倩等，2019；Gundermann et al.，2014；Kim et al.，2016；Nicklas et al.，1995）。但關于血流限制結合有氧運動的應用研究多集中于急性實驗，鮮見長期干預的研究。同時，BFRT結合有氧運動的實驗過程缺乏相對統(tǒng)一的干預標準，機體有氧工作能力能否得到有效提高的研究結論存在差異（Silva et al.，2019a）。有氧運動能力的高低，將直接影響健康成人的生活質(zhì)量與運動表現(xiàn)（Esmail et al.，2020；Lavie et al.，2019）。BFRT對健康成人有氧工作能力影響的總體研究結果能否支持其在有氧運動實踐中的應用值得探討。因此，本研究通過收集血流限制結合有氧運動的相關文獻，依照系統(tǒng)評價和Meta分析的要求，對納入研究結果進行定性和定量分析。

1 研究方法

依據(jù)系統(tǒng)評價與Meta分析優(yōu)先報告的條目PRISMA聲明（preferred reporting items for systematic reviews and metaanalysis）控制研究過程（Moher et al.，2009）。

1.1 檢索策略

文獻檢索由兩名人員采用獨立雙盲的方式，按照檢索式對中外數(shù)據(jù)庫（中國知網(wǎng)、萬方、PubMed、Web of Sci‐ence、SPORTDiscus、Science Direct、OVID LWW）文獻進行檢索。共檢索中文相關文獻274篇，其中，中國知網(wǎng)3篇、萬方數(shù)據(jù)庫271篇；英文相關文獻2 276篇，其中，PubMed 341篇、Web of Science52篇、SPORTDiscus 1 555篇、Sci‐ence Direct 318篇、OVID LWW 10篇。此外，通過參考文獻閱讀追蹤文獻檢索獲得1篇。

將2 551篇中英文文獻導入EndNote X9文獻管理軟件中，去除重復文獻得到2 277篇文獻，通過文獻檢索功能篩選隨機對照實驗或配對設計實驗，同時排除動物實驗后得到1 681篇文獻。通過逐步閱讀題目、摘要和內(nèi)容，剔除不符合納入標準的文獻，得到38篇血流限制結合有氧運動的相關研究論文，涵蓋急性研究35篇，涉及慢性研究23篇，同時包括急性和慢性研究20篇，血流限制結合有氧運動干預后采用實驗室遞增負荷實驗進行最大攝氧量測試12篇（13項研究）。

1.2 文獻納入與排除標準

本研究重點關注BFRT結合有氧運動對健康成人最大攝氧量（maximum oxygenuptake，O2max）的影響。由于其中3項實驗研究對象是老年人群，處于安全因素考慮，原始文獻中采用峰值攝氧量（peak oxygen consumption，O2peak）作為判定老年人群有氧運動能力的客觀指標。3項實驗屬于攝氧量平臺不明顯的斜坡遞增負荷方案（測試中要求達到受試者最大心率），在標準遞增負荷測試情況下，可以采用O2peak代替O2max（王振等，2016；Bentley et al.，2003；Day et al.，2003）。

1.2.1 納入標準

根據(jù)PICOS原則制定文獻納入標準。實驗受試者：不區(qū)分國籍、地區(qū)、性別；不區(qū)分身體活動時間或習慣；身體健康、無心血管疾病、無糖尿病、無神經(jīng)骨骼肌相關疾病等健康成人均可。干預措施：血流限制結合有氧運動。實驗設計：隨機對照實驗、配對設計實驗。結局指標：遞增負荷實驗中測試所得

1.2.2 排除標準

文獻排除過程由兩名研究人員獨立進行，對不一致結果通過討論解決或第三人裁決。文獻排除標準包括：重復文獻、動物實驗、非隨機對照實驗、非配對設計實驗、急性實驗、非健康人群（糖尿病、心血管疾病、神經(jīng)骨骼肌肉疾病等）受試者、運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)換算所得O2max結局指標相關文獻、綜述類以及數(shù)據(jù)無法獲取或合成的文獻。

1.3 文獻質(zhì)量評價

按照Cochrane協(xié)作網(wǎng)偏倚風險評估工具標準（Higgins et al.，2011）對納入文獻進行偏倚風險評價（圖1）。

圖1 納入文獻質(zhì)量評價Figure 1. Included Literature Quality Evaluation

1.4 統(tǒng)計分析

1.4.1 數(shù)據(jù)提取換算

運用GetData 2.20軟件對Abe等（2010a）研究中結局指標直方圖平均值和標準差數(shù)據(jù)進行提取，采用Excel 2009匯總13項研究結局指標前后測平均值和標準差。通過Excel編輯函數(shù)公式（Glass，1976；Michael et al.，2012）將前后測原始數(shù)據(jù)平均值（M）和標準差（SD）換算為差值平均數(shù)（M差值）和差值標準差（SD差值）。

數(shù)據(jù)提取內(nèi)容：文獻基本信息、研究類型和方法學特征、研究對象特征、干預措施、樣本量、結局指標（O2max）、其他相關指標等（表1）。

表1 納入文獻基本特征以及結局指標變化Table1 The Basic Characteristics of the Included Literature and the Changes in the Outcome

1.4.2 統(tǒng)計分析

運用Review Manager 5.3軟件對納入文獻結局指標進行合成分析、亞組分析，制作森林圖。量化結局指標O2max屬于連續(xù)性變量，度量衡相同，單位（mL·kg-1·min-1）統(tǒng)一，合并效應量指標選擇加權均數(shù)差（weighted mean difference，WMD），95%可信區(qū)間，納入分析數(shù)據(jù)。合并效應量評價標準：＜0.2為極小效應量，0.2～0.5為小效應量，0.5～0.8為中等效應量，＞0.8為大效應量（Cohen，1988）。采用I2和Q檢驗對納入研究進行異質(zhì)性檢驗，I2＜25%說明低度異質(zhì)性，25%≤I2≤50%說明中度異質(zhì)性，I2＞50%說明高度異質(zhì)性（Higgins et al.，2003）。低度異質(zhì)性采用固定效應模型分析數(shù)據(jù)，中高度異質(zhì)性采用隨機效應模型分析數(shù)據(jù)。運動Stata 15對數(shù)據(jù)進行異質(zhì)性檢驗（Galbraith星狀圖法）和發(fā)表偏倚評估（漏斗圖、Egger檢驗）。

續(xù)表1

2 結果

2.1 合并效應量

13項研究結果合并效應量顯示（圖2），血流限制結合有氧運動能有效促進健康成年人O2max的提高（WMD=1.47，P＜0.05，95%CI：0.12，2.82）。納入研究之間存在較小異質(zhì)性（I2=3%，P=0.42），分析模型選用固定效應模型。采用Galbraith星狀圖法（圖3）。圖形化定性分析顯示，13項研究結果圍繞回歸線均落在平行線之間，同質(zhì)性較好。Park等（2010）的研究結果落在平行線之外，可能是導致較小異質(zhì)性的來源之一。

圖2 合并效應量森林圖Figure 2. Forest Diagram of Effective Size

圖3 Galbraith星狀圖法Figure 3. Galbraith Star Chart Method

2.2 亞組分析

根據(jù)納入文獻有氧訓練手段特點，將血流限制結合有氧運動分為血流限制持續(xù)訓練法和血流限制間歇訓練法2個亞組進行分析。研究表明，血流限制結合間歇訓練法能顯著提高受試者O2max指標（WMD=2.77，P＜0.05，95%CI：1.01，4.52），各項研究之間無異質(zhì)性（I2=0%，P=0.42）。相比之下，血流限制結合持續(xù)訓練法不能說明其干預能夠有效提升受試人群O2max指標（WMD=-0.39，P＞0.05，95%CI：-2.50，1.72；圖4）。

圖4 血流限制結合不同有氧運動方式亞組分析Figure 4. Blood Flow Restriction Combined with DifferentAerobic Exercise Modes

根據(jù)納入文獻受試者年齡特征，將受試者分為20～30歲與60～70歲進行亞組分析。研究表明，血流限制干預能顯著提高20～30歲青年人群的O2max指標（WMD=2.11，P＜0.05，95%CI：0.53，3.70），各項研究之間異質(zhì)性較?。↖2=10%，P=0.25）。相比之下，目前的研究結果還不能充分說明血流限制干預能夠有效提升60～70歲老年群體的指標（WMD=-0.22，P＞0.05，95%CI：-2.80，2.36；圖5）。

圖5 不同年齡段亞組分析Figure 5. SubgroupAnalysis of DifferentAge Groups

2.3 發(fā)表偏倚及敏感性分析

漏斗圖（圖6）顯示各項研究較為對稱，Egger檢驗統(tǒng)計顯示無發(fā)表偏倚（P=0.501）。

圖6 發(fā)表偏倚漏斗圖Figure 6. Publication Bias Funnel

3 討論

3.1 血流限制結合有氧運動提升機體有氧工作能力的效果與機制

1）BFRT主要通過物理加壓阻礙靜脈血回流，減少回心血量，造成末端肢體靜脈血液聚集，形成靜脈池效應。同時，血流限制下心臟外周阻力增大，動脈血流對末端肢體的氧運輸受阻，加重局部組織缺氧。而靜脈池造成的血管內(nèi)壁壓力增大以及組織缺氧均會刺激一氧化氮合酶（NOS-1）活性的提高，并導致一氧化氮合成量的增加（Larkin et al.，2012）。一氧化氮可以顯著提高血管彈性，造成動靜脈血管擴張能力增強，進而提升血液的氧運輸能力（Uematsu et al.，1995）。此外，血流限制下的有氧運動能夠造成遠端肢體肌氧飽和度（SmO2）下降、ATP和磷酸肌酸濃度下降、無機磷酸鹽Pi增加等一系列化學因子反應（Heiduk，2017）。研究發(fā)現(xiàn)，血流限制結合有氧運動中代謝產(chǎn)物大量堆積，內(nèi)環(huán)境PH值下降，乳酸濃度增高（Corvino et al.，2016；Heiduk，2017；Thomas et al.，2018；Yasuda et al.，2014）。長期在這種狀態(tài)下進行鍛煉，可能造成末端低氧區(qū)肌組織毛細血管密度和線粒體氧化能力的適應性提高以及機體攝取和利用氧的能力增強。毛細血管密度和線粒體氧化能力的提高，又更好地促進了機體能量代謝。研究發(fā)現(xiàn)，血流限制下不同有氧運動形式（走、跑、自行車等）均可以提高肌肉耗氧能力（Mendon?a et al.，2014；Ozaki et al.，2010）和能量消耗（Karabulut et al.，2017；Loenneke et al.，2011）。Mendonca等（2015）研究證明，血流限制結合有氧運動導致機體運動后過量氧耗（EPOC）明顯高于同等運動強度下的對照組，并認為訓練后機體能量消耗的增加與局部肌肉毛細血管密度和線粒體氧化能力提高有關。因此，血流限制下機體內(nèi)環(huán)境的變化，誘導大腦相信機體需要在低強度有氧運動中付出更多努力，消耗更高能量，就如同進行高強度有氧運動一般。

2）血流限制結合有氧運動導致內(nèi)環(huán)境變化，引起一系列激素調(diào)節(jié)反應。有研究表明，BFRT后生長激素（GH）、類胰島素增長因子1（IGF-1）、腎上腺素、去甲腎上腺素濃度升高，激活mTOR調(diào)節(jié)通路，促使合成代謝加快，有效提高機體組織的再生恢復能力（Kraemer et al.，2005；Madarame et al.，2010；Seo et al.，2016；Takarada et al.，2000）。血流限制結合有氧運動與血流限制結合抗阻訓練相比，前者在有效提高機體有氧工作能力的同時提高機體合成代謝，但不顯著提高肌肉圍度（Abe et al.，2006；Ozaki et al.，2015）。更重要的是，BFRT促進了血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的分泌，從而保障心血管的健康（Laurentino et al.，2008；Martín-hernández et al.，2013；Nicklas et al.，1995；Yasuda et al.，2012），為有氧訓練的可持續(xù)性提供了保障，尤其是對于老年群體。

3）在BFRT中，對遠端肌肉的供氧不足有可能抑制有氧代謝為主的Ⅰ型慢肌纖維，并引起有氧代謝依賴程度較低的Ⅱ型快肌纖維參與工作（Yasuda et al.，2014）。而以無氧代謝為主的Ⅱ型快肌纖維參與數(shù)量的增加，很容易造成乳酸等代謝產(chǎn)物的增加和堆積，并更快地引起神經(jīng)-肌肉疲勞（Mendonca et al.，2014）。根據(jù)機體適應性原理，經(jīng)常在這種條件下訓練會提高機體在乳酸等代謝產(chǎn)物堆積下的運動能力，即抗疲勞能力。Park等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，長期BFRT后，主觀疲勞量表（RPE）數(shù)值降低，表明血流限制結合有氧運動能有效增強受試者的主觀抗疲勞能力。同時，有研究發(fā)現(xiàn)，血流限制結合有氧運動干預后受試者的最大有氧功率增加、運動至疲勞時間以及距離增長。Oliveira等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，血流限制結合有氧運動后受試者的血乳酸開始堆積點（OBLA）顯著提高（效應量=1.5）。Keramidas等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)有氧訓練與血流限制結合有氧運動均能有效提高受試者通氣無氧閾或無氧閾功率，且BFRT所需運動負荷強度更低、更安全。因此，血流限制結合有氧運動能提高人體有氧代謝利用率，但與常規(guī)有氧訓練手段相比較是否更加有效，還需要更多實證研究。

此外，血流限制下機體循環(huán)系統(tǒng)的運氧通路被阻礙，外加肌肉收縮運動形成泵血作用，使靜脈血流呈現(xiàn)明顯的脈沖式流動，導致血液循環(huán)產(chǎn)生變化，并造成相應的心血管反應。研究表明，血流限制結合有氧運動引起機體心率升高、心率變異性增加（Ferreira et al.，2016；Silva et al.，2018，2019b），收縮壓、舒張壓和平均動脈壓增高等急性反應，并指出機體在心輸出量未顯著增加的狀況下，攝氧量指標增大，心臟氧脈搏增高（Ferreira et al.，2016；Kumagai et al.，2016；Mendonca et al.，2014；Ozaki et al.，2010；Renzi et al.，2010；Sugawara et al.，2015）。同時，長時間血流限制結合有氧訓練可降低機體無加壓狀態(tài)下安靜時的心率（Park et al.，2010）。因此，血流限制下心臟泵血功能的改善，也在很大程度上幫助機體運氧能力提高（Heiduk，2017）。

3.2 BFRT結合不同有氧運動方式對健康成人有氧工作能力的影響

亞組分析表明，血流限制間歇訓練比血流限制持續(xù)訓練能更有效地提高健康成人O2max，且血流限制間歇訓練可以達到傳統(tǒng)高強度間歇訓練的效果。同時，采用血流限制融合間歇訓練的方式比BFRT與間歇訓練組合的方式更具優(yōu)勢。

出于對安全的考慮，高強度間歇訓練往往應用于有良好訓練經(jīng)驗的群體（如運動員、健身達人等），很少推薦給健康普通人群或疾病人群作為提升有氧運動能力的手段。研究表明，高強度間歇訓練對人體健康影響的實驗中，受試對象多為青年人，少數(shù)為中老年人（王京京，2013）。鑒于BFRT具有以較低訓練負荷實現(xiàn)較高強度訓練效果的優(yōu)勢，可以彌補高強度間歇訓練的不足。

對納入血流限制間歇訓練的7項研究進行分析發(fā)現(xiàn)，結局效應量均為大效應量，表明血流限制間歇訓練對提高有氧運動能力效果顯著且可靠。血流限制結合間歇訓練的方法有兩種方式：在血流限制情況下進行間歇訓練（血流限制融合間歇訓練）和將間歇訓練與BFRT進行組合訓練（間歇訓練與BFRT交替進行訓練）。Mitchell等（2019）研究采用血流限制融合間歇訓練的方式進行鍛煉，發(fā)現(xiàn)受試者有氧能力顯著提升。Oliveira等（2016）的研究指出，采用30%最大功率強度對健康成人進行血流限制融合間歇訓練干預，其O2max增長率與常規(guī)高強度間歇訓練（95%～110%最大功率強度）相比差異不顯著。因此，血流限制間歇訓練可以達到與常規(guī)高強度間歇訓練一樣的效果，且BFRT是通過增加局部壓力限制氧運輸能力來間接促進有氧運動能力的提高，從安全性上也許更具優(yōu)勢。

3.3 BFRT對不同年齡段人群有氧工作能力的影響

亞組分析表明，血流限制結合有氧運動對青年人群有氧能力的提升效果更佳。由于樣本量較小、效果量低，BFRT對老年人群攝氧量影響的研究結果外部推廣效度不足。Abe等（2010b）研究顯示，血流限制下的有氧運動不能提升60～70歲老年群體O2peak，但有氧運動表現(xiàn)的相關指標（運動至疲勞時間）有所提高。Ozaki等（2011）和Libardi等（2015）研究結果則顯示，實驗組與對照組老年受試者O2peak和運動表現(xiàn)在干預后均得到提高，但對照組的O2peak提高幅度高于血流限制實驗組。以上3項研究分析發(fā)現(xiàn)，血流限制結合有氧運動可能無法顯著提高老年人群的攝氧能力，但能有效提升其有氧運動表現(xiàn)，因此不能完全否定該方法在老年群體中的應用。Abe等（2010b）與Ozaki等（2011）實驗中所采用的壓力值（140～200 mmHg）均超過該年齡段所推薦的壓力值（90～130 mmHg）。實驗中，血流限制干預時間均控制在20 min以內(nèi)，該標準遵循的是血流限制抗阻訓練所推薦的有效訓練時間。根據(jù)ACSM所推薦的老年人有氧運動處方原則，建議每天累計30～60 min（60 min效果更好）中等強度的運動，才能達到有效提高有氧運動能力的效果（ACSM，2014）。通過以上3項研究發(fā)現(xiàn)，更低強度和更短時間的血流限制結合有氧運動在老年群體中使用還未能達到更佳訓練效果。佐藤義昭（2015，2016）研究表明，不同個體血流限制所采用的壓力存在差異，該差異與性別、年齡、體脂率、機能狀態(tài)和訓練情況等眾多因素相關。因此，實驗中壓力值設定、有效訓練時間長短以及機能狀態(tài)的不同，也許是導致血流限制結合有氧運動無法顯著提升老年群體O2max或O2peak的原因。當然，對于老年人群進行血流限制結合有氧運動所推薦的訓練強度、訓練時間、訓練頻率和訓練禁忌等問題也需要進一步研究（瞿超藝 等，2019；魏佳 等，2019b）。

采用壓力值120～220 mmHg的血流限制干預能顯著提高20～30歲的青年人群的有氧運動能力，單項研究結果效應量大，同質(zhì)性好，研究結果具有很好的說服力。20～30歲的群體，身體機能和運動素質(zhì)相對良好，禁忌癥少，血流限制結合有氧運動對機體的刺激更易于產(chǎn)生良好的適應。Park等（2010）、Taylor等（2016）、Mitchell等（2019）研究也很好的證實了該觀點，其結果效應量說明血流限制結合有氧運動對高水平運動員提升O2max的效果更加顯著且可信度高。

4 結論與建議

1）血流限制結合有氧運動能有效提高健康成人的有氧工作能力；2）相比血流限制持續(xù)訓練，血流限制間歇訓練提高健康成人有氧工作能力的效果更佳；3）健康青年人群與健康老年人群相比，血流限制結合有氧運動能更有效地提升健康青年人群的有氧工作能力。

隨著BFRT在大眾健身、競技體育和運動康復領域中的使用，關于BFRT對有氧代謝影響的相關研究亟待完善。由于年齡、機能狀態(tài)、負荷和訓練組合方式的不同，導致BFRT提高有氧運動能力的效果存在差異。因此，針對不同人群，尤其是特殊人群，應制定個性化BFRT有氧運動處方方案。